结构生物化学/可变剪接
基因表达是指将由 DNA 组成的基因中的遗传信息传递到由 RNA 或蛋白质组成的功能性基因产物的过程。遗传信息通过转录过程从 DNA 流向 RNA，然后通过翻译过程从 RNA 流向蛋白质。为了确保产生正确的产物，基因表达在转录和翻译期间以及两者之间被调控在许多不同的阶段。在真核生物中，基因包含额外的序列，这些序列不编码蛋白质。在这些生物体中，DNA 的转录产生前 mRNA，在翻译开始之前，必须将其剪接成缺乏这些插入序列或内含子的 mRNA。剪接可以被调控，以便不同的 mRNA 可以包含或缺乏称为外显子的区域，这个过程称为可变剪接。可变剪接允许从一个基因中产生不止一种蛋白质[1]，并且是决定从基因表达中产生哪些功能性蛋白质的一个重要调控步骤。前 mRNA 的剪接已被证明是控制人类发育的重要机制，而剪接失调会导致疾病[2]。
影响剪接位点选择的机制在调控可变剪接中很重要，并确保在正确的时间产生正确的蛋白质。许多基因已被证明是在转录过程中被剪接的[3]，并且 RNA 聚合酶 II 转录速率已被认为是转录后可变剪接的调控机制[4] [5]。Aebi 和 Weissman 的“先到先得”模型[6] 展示了转录速率如何影响内含子的包含。第一个内含子的缓慢识别或第二个内含子的快速识别会产生一个对 3' 剪接位点选择的转录依赖性竞争。第二个内含子上的缓慢转录可能允许第一个内含子在第二个内含子甚至合成之前被识别，而第一个两个内含子上快速转录可能会增加第二个内含子与第一个内含子竞争识别的能力。形成“A 复合体”（图 2）是可变剪接中的一个步骤，它会对剪接位点选择做出承诺[7]，并且通过将 U2 snRNP 与分支点配对来完成[8]。这些数据表明，控制转录速率可能是调控 3' 剪接位点选择的一个非常强大的工具。
真核生物用来调控转录速率的一种方法是位于 DNA 中的基于序列的停滞位点[9]。利用 DNA 依赖性转录停滞的热力学理论，人工停滞位点 (ARTAR 位点) 已被创造出来，并被证明会影响 RNA 聚合酶 II 转录速率[10]。通过将 ARTAR 位点放置在基因中的特定位置，我们已经证明了影响 3' 剪接位点选择的能力（图 3）。当放置在两个 3' 剪接位点的下游时，ARTAR 位点不会对可变剪接有任何影响。如果放置在第一个和第二个分支点之间的位置，ARTAR 位点可以通过降低 3' 剪接位点竞争来增加包含。如果放置在任一分支点上游，ARTAR 位点会通过增加对两个 3' 剪接位点的竞争来降低包含，尽管这种情况下竞争增加的原因尚不清楚。
1. Douglas L. Black (2003) 可变前信使 RNA 剪接的机制。生物化学年度综述，72: 291-336
2. Mo Chen, James L. Manely (2009) 可变剪接调控的机制：来自分子和基因组方法的见解。自然，10: 741-754
3. Pandya-Jones A., Black DL (2009) 组成型和可变外显子的转录后剪接。RNA，10: 1896-908
4. Aebi, M. 和 Weissman, S.M. 1987. 剪接的精确性和有序性。趋势遗传学。3: 102-107
5. Kenneth James Howe, Caroline M. Kane, Manuel Ares Jr. (2003) 转录延伸的扰动影响酿酒酵母中内部外显子包含的保真度。RNA，8: 993-1006
6. Cramer P., Caceres J.F., Cazalla D., Kadener S., Muro A.F., Baralle F.E., Kornblihtt A.R. 转录与可变剪接的偶联：RNA pol II 启动子调节 SF2/ASF 和 9G8 对外显子剪接增强子的影响 (1999) 分子细胞，4 (2)，pp. 251-258。
7. Lim SR, Hertel KJ (2004) 对剪接位点配对的承诺与 A 复合体的形成同时发生。分子。细胞 15: 477–483。
8. Spencer CA, Groudine M. 转录延伸和真核基因调控。癌基因。1990; 5:777–785。
9. Dmitry Kulish, Kevin Struhl (2001) TFIIS 增强通过人工停滞位点的转录延伸体内。分子细胞生物学。13: 4162-4168
10. Qin Li, Ji-Ann Lee, Douglas L. Black (2007) 可变前 mRNA 剪接的神经调控。自然评论神经科学 8: 819-831
11. Dmitry Kulish, Kevin Struhl (2001) TFIIS 增强通过人工停滞位点的转录延伸体内。分子细胞生物学。13: 4162-4168
- ↑ Douglas L. Black (2003) 可变前信使 RNA 剪接的机制。生物化学年度综述，72: 291-336
- ↑ Mo Chen, James L. Manely (2009) 可变剪接调控的机制：来自分子和基因组方法的见解。自然，10: 741-754
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- ↑ Aebi, M. 和 Weissman, S.M. 1987. 剪接的精确性和有序性。趋势遗传学。3: 102-107
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- ↑ Spencer CA, Groudine M. 转录延伸和真核基因调控。癌基因。1990; 5:777–785。
- ↑ Dmitry Kulish, Kevin Struhl (2001) TFIIS 增强通过人工停滞位点的转录延伸体内。分子细胞生物学。13: 4162-4168