Курсовая работа (т): Характеристика процесса альтернативного сплайсинга МРНК эукариот

5.2 Вторичные дефекты сплайсинга

Под вторичными дефектами сплайсинга понимаются мутации в регуляторных факторах, важных для процесса сплайсинга. Действие различных активаторов и / или репрессоров может определять пути прохождения альтернативного сплайсинга. В зависимости от того, какой регулятор действует, пре-мРНК меняется. В некоторых случаях, это может привести к серьёзным нарушениям. Примером таких нарушений является Синдром Прадера-Вилли, генетическая болезнь, характеризующаяся интеллектуальными и поведенческими отклонениями.

Фермент ацетилхолинэстераза (AChE) собирается из серии белков. В ходе его альтернативного сплайсинга могут получаться три изоформы белка, которые вызывают такие заболевания, как болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона. Разбалансировка регуляторов сплайсинга может приводить к избытку AChE-R, изоформе AChE, найденной у пациентов, страдающих болезнью Альцгеймера. (Eric T. Wang et al, 2008)

Заключение

Альтернативный сплайсинг - сложный многоступенчатый процесс. Его прохождение обеспечивается множеством различных факторов и цис-элементов. От правильности их работы зависит качественный и количественный состав получаемых транскриптов и производных от них белков. Строение образующихся в организме белков очень важно для правильного функционирования тканей и органов. Особенное значение это имеет для тех систем, которые активно используют продукты трансляции в своей работе (например, нервная система). При нарушениях в процессе альтернативного сплайсинга могут возникать различные заболевания, такие, как мышечная дистрофия Дюшена, болезнь Альцгеймера и другие нейродегенеративные заболевания.

В работе были охарактеризованы процесс сплайсинга и факторы, обеспечивающие его прохождение. Также описано влияние альтернативного сплайсинга на процесс эволюции, изменчивость организмов; перечислены основные заболевания человека, возникающие в результате нарушения некоторых стадий прохождения сплайсинга.

Список литературы

1.   Molecular biology of the cell / Bruce Alberts [et al]. - 5-th edition. - 2007. - 1392 p / p. 347-357.

2.      Schoenberg D.R. Re-capping the message / Schoenberg D.R., Maquat L.E. // Trends Biochem Sci. - 2009. - №34. - P.435-442.

.        Proudfoot N.J. Integrating mRNA processing with transcription. / Proudfoot N.J., Furger A., Dye M. J // Cell. - 2002. - Vol. 108. - №4. - P.501-512.

.        Marzluff W.F. The human and mouse replication-dependent histone genes. /Marzluff W.F., Gongidi P., Woods K.R., Jin J., Maltais L.J. // Genomics. - 2002. - Vol.80. - №5. - P.487-498

.        Hunt A.G. Arabidopsis mRNA polyadenylation machinery: comprehensive analysis of protein-protein interactions and gene expression profiling. / Hunt A.G., Xu R., Addepalli B., Rao S., Forbes K.P., Meeks L.R., Xing D., Mo M., Zhao H., Bandyopadhyay A., Dampanaboina L., Marion A., Von Lanken C., Li Q.Q. // BMC genomics. - 2008. - Vol. 9. - P. 220.

.        Brennicke A. RNA editing. / Brennicke A, Marchfelder A, Binder S. // FEMS Microbiol Rev. - 1999. - №23. - P.297-316.

.        Alfonzo, J.D. The mechanism of U insertion/deletion RNA editing in kinetoplastid mitochondria. /Alfonzo, J.D., Thiemann, T. and Simpson, L. // Nucleic Acids Research. - №25. - P.3751-3759.

.        Blum, B A model for RNA editing in kinetoplastid mitochondria: 'Guide' RNA molecules transcribed from maxicircle DNA provide the edited information. /Blum, B., Bakalara, N., Simpson, L. // Cell. - 1990. - 60. - P.189-198

.        Simpson, L Sense from nonsense: RNA editing in mitochondria of kinetoplastid protozoa and slime molds. / Simpson, L., Thiemann, O.H. // Cell. - 1995. - 81. P.837-840.

10. Hajduk, S.L. Mitochondrial mRNA editing in kinetoplastid protozoa. / Hajduk, S.L., Sabatini, R.S. // Modification and Editing of RNA - 1998. - P. 377-394.

11.    Banerjee A.K. 5'-terminal cap structure in eucaryotic messenger ribonucleic acids. / Banerjee A.K. // Microbiology Review. - 1980. - №44 - P.175-205.

.        Belasco J.G. All things must pass: contrasts and commonalities in eukaryotic and bacterial mRNA decay. / Belasco J.G. // Nature Reviews Molecular Cell Biology - 2010 - №11 - P.467-78.

.        Deep surveying of alternative splicing complexity in the human transcriptome by high-throughput sequencing // Nature Genetics - №40. - P.1413-1415.

.        Function of alternative splicing. [Gene. 2005]

.        Alternative splicing and evolution: diversification, exon definition and function // Nature Reviews Genetics - 2010. - №11. - P.345-355

.        Mechanisms of alternative pre-messenger RNA splicing // Annual Review of Biochemistry - 2003. - Vol. 72 - P.291-336

.        Nucleic acids research - 2004. - vol.32 No.13 - P.3977-3983

.        Kim DJ Splicing factor ASF/SF2 and transcription factor PPAR-gamma cooperate to directly regulate transcription of uncoupling protein-3. / Kim DJ, Oh B, Kim YY // Biochem. Biophys. Res. Commun. - 2009. - 378 (4) - P.877-82.

.        Zuo P Functional domains of the human splicing factor ASF/SF2 / Zuo P, Manley JL // EMBO J. - 1993. - 12 (12). - P.4727-37.

.        Li X Inactivation of the SR protein splicing factor ASF/SF2 results in genomic instability. / Li X, Manley JL // Cell. - 2005. - 122 (3). - P.365-378.

.        KrainerAR The essential pre-mRNA splicing factor SF2 influences 5' splice site selection by activating proximal sites. / Krainer AR, Conway GC, Kozak D // Cell - 1990. - 62 (1). - P.35-42.

.        Michlewski G The splicing factor SF2/ASF regulates translation initiation by enhancing phosphorylation of 4E-BP1. / Michlewski G, Sanford JR, Cáceres JF // Cell - 2008. - 30 (2). - P.179-89.

.        Hagopian JC Adaptable molecular interactions guide phosphorylation of the SR protein ASF/SF2 by SRPK1. / Hagopian JC, Ma CT, Meade BR, Albuquerque CP, Ngo JC, Ghosh G, JenningsPA, Fu XD, Adams JA // J. Mol. Biol. - 2008. - 382 (4) - P.894-909.

.        Masuyama K Factors associated with a purine-rich exonic splicing enhancer sequence in Xenopus oocyte nucleus. / Masuyama K, Taniguchi I, Okawa K, Ohno M // Biochem. Biophys. Res. Commun. - 2007. - 359 (3) - P.580-585.

.        Zhang X Characterization of regulatory intronic and exonic sequences involved in alternative splicing of scavenger receptor class B gene. / Zhang X, Merkler KA, McLean MP // Biochem. Biophys. Res. Commun. - 2008. - 372 (1) - P.173-178.

.        MaCT Ordered multi-site phosphorylation of the splicing factor ASF/SF2 by SRPK1. / Ma CT, Velazquez-Dones A, Hagopian JC, Ghosh G, Fu XD, Adams JA // J. Mol. Biol. - 2008. - 376 (1) - P.55-68.

.        Cao W Both phosphorylation and dephosphorylation of ASF/SF2 are required for pre-mRNA splicing in vitro. / Cao W, Jamison SF, Garcia-Blanco MA // RNA - 1997. - 3 (12) - P.1456-1467.

.        Karni R The gene encoding the splicing factor SF2/ASF is a proto-oncogene. / Karni R, de Stanchina E, Lowe SW, Sinha R, Mu D, Krainer AR // Nat. Struct. Mol. Biol. - 2007. - 14 (3) - P.185-193.

.        Tange TО SF2/ASF binds to a splicing enhancer in the third HIV-1 tat exon and stimulates U2AF binding independently of the RS domain. / Tange TО, Kjems J // J. Mol. Biol. - 2001. - 312 (4) - P.649-62.

.        Talmadge CB Chromosomal mapping of three human LAMMER protein-kinase-encoding genes. / Talmadge CB, Finkernagel S, Sumegi J, Sciorra L, Rabinow L // Hum Genet. - 1998. - 103 (4) - P.523-524.

.        Lalioti MD The gene for human U2 snRNP auxiliary factor small 35-kDa subunit (U2AF1) maps to the progressive myoclonus epilepsy (EPM1) critical region on chromosome 21q22.3. / Lalioti MD, Gos A, Green MR, Rossier C, Morris MA, Antonarakis SE // Genomics - 1997. - 33 (2) - P.298-300.

.        Gui JF A serine kinase regulates intracellular localization of splicing factors in the cell cycle. / Gui JF, Lane WS, Fu XD // Nature - 1994. - 369 (6482) - P.678-682.

.        Bernstein HS Pombe Cdc5-related protein. A putative human transcription factor implicated in mitogen-activated signaling. / Bernstein HS, Coughlin SR // J BiolChem - 1997. - 272 (9) - P.5833-5837.

.        Danckwardt S Abnormally spliced beta-globin mRNAs: a single point mutation generates transcripts sensitive and insensitive to nonsense-mediated mRNA decay. / Danckwardt S, Neu-Yilik G, Thermann R, Frede U, Hentze MW, Kulozik AE // Blood - 2002. - 99 (5) - P.1811-1816.

.        Matlin, AJ Understanding alternative splicing: towards a cellular code. / Matlin, AJ; Clark, F; Smith, CWJ // Nature Reviews. - 2005. - 6 (5) - P.386-398.

.        Bauer, Joseph Alan A Global View of Cancer-Specific Transcript Variants by Subtractive Transcriptome-Wide Analysis. / Bauer, Joseph Alan; He, Chunjiang; Zhou, Fang; Zuo, Zhixiang; Cheng, Hanhua; Zhou, Rongjia // PLoS ONE. - 2009. - 4 (3). - e4732

.        Berget SM Spliced segments at the 5' terminus of adenovirus 2 late mRNA. / Berget SM, Moore C, Sharp PA // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. - 1977. - 74 (8) - P.3171-3175.

.        Lim, KH Using positional distribution to identify splicing elements and predict pre-mRNA processing defects in human genes. / Lim, KH; Ferraris, L; Filloux, ME; Raphael, BJ; Fairbrother, WG // Proc. Natl. Acad. Sci. USA - 2011. - 108 (27) - P.11093-11098.

.        Reid, DC Next-generation SELEX identifies sequence and structural determinants of splicing factor binding in human pre-mRNA sequence. / Reid, DC; Chang, BL; Gunderson, SI; Alpert, L; Thompson, WA; Fairbrother, WG // RNA. - 2009. - 15 (12) - P.2385-2397.

.        Wang, Z Splicing regulation: from a parts list of regulatory elements to an integrated splicing code. / Wang, Z; Burge, Cb // RNA. - 2008. - 14 (5) - P.802-813.

.        Fairbrother, WG Single nucleotide polymorphism-based validation of exonic splicing enhancers. / Fairbrother, WG; Holste, D; Burge, CB; Sharp, PA // PLoSBiol - 2004. - 2 (9) - e268.

.        Leff SE Complex transcriptional units: diversity in gene expression by alternative RNA processing. / Leff SE, Rosenfeld MG, Evans RM // Annu. Rev. Biochem. - 1986. - 55 (1) - P.1091-1117.

.        Chow LT The spliced structures of adenovirus 2 fiber message and the other late mRNAs. / Chow LT, Broker TR // Cell. - 1978. - 15 (2) - P.497-510.

.        Rosenfeld MG Calcitonin mRNA polymorphism: peptide switching associated with alternative RNA splicing events. / Rosenfeld MG, Lin CR, Amara SG et al. // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. - 1982. - 79 (6) - P.1717-1721.

.        Eric T. Wang Alternative isoform regulation in human tissue transcriptomes. / Eric T. Wang, Rickard Sandberg, Shujun Luo, Irina Khrebtukova, Lu Zhang, Christine Mayr, Stephen F. Kingsmore, Gary P. Schroth& Christopher B. Burge // Nature. - 2008. - P.456, 470-476

.        Sato, T Anti-U1 RNP antibodies in cerebrospinal fluid are associated with central neuropsychiatric manifestations in systemic lupus erythematosus and mixed connective tissue disease. / Sato, T; Fujii, T; Yokoyama, T; Fujita, Y; Imura, Y; Yukawa, N; Kawabata, D; Nojima, T; Ohmura, K; Usui, T; Mimori, T // Arthritis and rheumatism - 2010. - 62 (12) - P.3730-3740.