트랜스스플라이싱

트랜스스플라이싱(trans-splicing)은 두 개의 서로 다른 일차 전령 RNA 전사물에서 엑손이 서로 끝과 끝으로 연결되고 연결 효소에 의해 결찰되는 RNA 처리의 특별한 형태이다. 이는 일반적으로 진핵생물에서 발견되며 스플라이세오솜에 의해 매개되지만, 일부 박테리아와 고세균 또한 tRNA를 위한 "절반 유전자"를 가지고 있다.^[1]

유전자 트랜스스플라이싱

"정상적인" (시스-)스플라이싱이 단일 분자를 처리하는 반면, 트랜스스플라이싱은 여러 개의 개별 pre-mRNA로부터 단일 RNA 전사물을 생성한다. 이 현상은 돌연변이 유전자 산물을 치료하기 위한 분자 치료에 활용될 수 있다.^[2] 유전자 트랜스스플라이싱은 RNA 다양성의 가변성을 허용하고 프로테옴 복잡성을 증가시킨다.^[3]

발암

일부 융합 전사물은 정상적인 인간 세포에서 트랜스스플라이싱을 통해 발생하지만,^[1] 트랜스스플라이싱은 특정 발암성 융합 전사물의 메커니즘이 될 수도 있다.^[4][5]

SL 트랜스스플라이싱

스플라이스 리더(SL) 트랜스스플라이싱은 특정 미생물, 특히 키네토플라스티다 강에 속하는 원생동물들이 유전자를 발현하는 데 사용한다. 이들 유기체에서는 캡이 달린 스플라이스 리더 RNA가 전사되고, 동시에 유전자들은 긴 폴리시스트론으로 전사된다.^[6] 캡이 달린 스플라이스 리더는 각 유전자에 트랜스스플라이싱되어 단일시스트론성 캡이 달리고 폴리아데닐화된 전사물을 생성한다.^[7] 이 초기 분기 진핵생물들은 인트론을 거의 사용하지 않으며, 이들이 가진 스플라이세오솜은 구조 조립에서 일부 특이한 변형을 보인다.^[7][8] 이들은 또한 캡 형성에 특화된 역할을 하는 여러 EIF4E 동형들을 가지고 있다.^[9] 스플라이스 리더 서열은 트랜스스플라이싱을 겪는 하등종, 예를 들어 트리파노소마에서 고도로 보존되어 있다. 스플라이스 리더의 세포 내 역할은 알려져 있지 않지만, 번역 개시에 관여하는 것으로 생각된다. 예쁜꼬마선충에서는 서열 리더의 스플라이싱이 개시 코돈 근처에서 발생한다. 일부 과학자들은 이 서열이 세포 생존에 필수적이라고 제안하기도 한다. 아스카리스에서는 스플라이스 리더 서열이 RNA 유전자가 전사될 수 있도록 필요하다. 스플라이스 리더 서열은 개시, mRNA 위치 지정, 번역 개시 또는 억제에 관여할 수 있다.^[10]

일부 다른 진핵생물, 특히 와편모충류, 해면동물, 선충류, 자포동물, 유즐동물, 편형동물, 갑각류, 모악동물, 윤형동물, 피낭류 중에서도 SL 트랜스스플라이싱을 다소 빈번하게 사용한다.^[1][11] 피낭류 유령멍게에서는 SL 트랜스스플라이싱의 범위가 트랜스스플라이싱된 유전자 대 비-트랜스스플라이싱된 유전자의 이진적이고 전통적인 분류보다는 빈번하게 그리고 드물게 트랜스스플라이싱된 유전자를 인식하는 정량적 관점에서 더 잘 설명된다.^[12]

SL 트랜스스플라이싱은 오페론의 폴리시스트론 전사물을 개별 5'-캡이 달린 mRNA로 분해하는 기능을 한다. 이 과정은 아우트론이 시스트론 해독틀에 인접한 짝을 이루지 않은 하류 수용체 부위에 트랜스스플라이싱될 때 달성된다.^[13][14]

메커니즘

트랜스스플라이싱은 전사된 두 개의 개별 엑손 RNA가 연결되는 특징을 가진다. 이 스플라이싱의 신호는 기능적인 5' 스플라이스 부위가 상류에 없는 상태에서 mRNA의 5' 말단에 있는 아우트론이다. 5' 아우트론이 스플라이싱될 때, 스플라이스 리더 RNA의 5' 스플라이스 부위는 아우트론에 분지되어 중간체를 형성한다.^[10] 이 단계는 자유 스플라이스 리더 엑손을 초래한다. 엑손은 pre-mRNA의 첫 번째 엑손에 스플라이싱되고 중간체는 방출된다. 트랜스스플라이싱은 pre-mRNA에 5' 스플라이스 부위가 없다는 점에서 시스-스플라이싱과 다르다. 대신 5' 스플라이스 부위는 SL 서열에 의해 제공된다.^[14]

센스 및 안티센스 가닥 간의 트랜스스플라이싱

센스 가닥이 전사를 겪은 결과, 센스 가닥과 상보적인 pre-mRNA가 형성된다. 안티센스 가닥도 전사되어 상보적인 pre-mRNA 가닥이 생성된다. 두 전사물로부터의 엑손이 함께 스플라이싱되어 키메라 mRNA를 형성한다.^[15]

대체 트랜스스플라이싱

대체 트랜스스플라이싱은 유전자 내 트랜스스플라이싱과 유전자 간 트랜스스플라이싱을 포함한다. 유전자 내 트랜스스플라이싱은 pre-mRNA에서 엑손의 중복을 포함한다. 유전자 간 트랜스스플라이싱은 두 개의 다른 유전자의 pre-mRNA로부터 형성된 엑손들이 함께 스플라이싱되어 트랜스-유전자 mRNA를 생성하는 것이 특징이다.^[16]

같이 보기

• 키메라 (EST)