拼接（遗传）：它的组成，类型 - 生物学 - 2025

RNA 的剪接或过程剪接是在DNA转录为RNA后在真核生物中发生的现象，涉及去除基因的内含子并保留外显子。它被认为是基因表达中必不可少的。

它是通过消除外显子和内含子之间的磷酸二酯键以及随后外显子之间的键的结合而发生的。剪接发生在所有类型的RNA中，但是在信使RNA分子中更重要。它也可以出现在DNA和蛋白质分子中。

来源：BCSteve，来自Wikimedia Commons

可能是在组装外显子时，它们会进行排列或任何类型的更改。此事件被称为替代剪接，具有重要的生物学后果。

它由什么组成？

基因是具有表达表型所必需信息的DNA序列。基因的概念并不严格限于表达为蛋白质的DNA序列。

生物学的中心“教条”涉及将DNA转录为中间分子信使RNA的过程。继而在核糖体的帮助下将其翻译成蛋白质。

但是，在真核生物中，这些长基因序列被所涉及基因不必要的一种序列类型：内含子打断。为了使信使RNA有效翻译，必须去除这些内含子。

RNA剪接是一种机制，涉及各种化学反应，这些化学反应用于去除破坏某个基因序列的元素。保守的元素称为外显子。

它发生在哪里？

剪接体是巨大的蛋白质复合物，其催化剪接步骤。它由五种称为U1，U2，U4，U5和U6的小核RNA以及一系列蛋白质组成。

据推测，剪接参与pre-mRNA的折叠以使其与剪接过程将发生的两个区域正确地对准。

该复合物能够识别大多数内含子在其5'和3'末端附近的共有序列。应该注意的是，在后生动物中发现了不具有这些序列的基因，并使用另一组小核RNA对其进行识别。

种类

在文献中，术语“剪接”通常用于涉及信使RNA的过程。但是，在其他重要的生物分子中会发生不同的剪接过程。

蛋白质也可以进行剪接，在这种情况下，是从分子中去除的氨基酸序列。

去除的片段称为“内含子”。这个过程自然发生在有机体中。分子生物学已设法利用这一原理创造出涉及蛋白质操纵的各种技术。

类似地，剪接也发生在DNA水平。因此，先前分离的两个DNA分子能够通过共价键结合。

RNA剪接的类型

另一方面，取决于RNA的类型，有不同的化学策略可以使基因摆脱内含子。特别地，pre-mRNA的剪接是一个复杂的过程，因为它涉及剪接体催化的一系列步骤。化学上，该过程通过酯交换反应发生。

例如，在酵母中，该过程始于识别位点的5'区域的切割，内含子外显子“环”通过2'-5'磷酸二酯键形成。该过程继续在3'区域形成缺口，最后两个外显子的结合发生。

一些破坏核和线粒体基因的内含子可以剪接而无需酶或能量，但可以通过酯交换反应进行。在嗜热四膜虫生物中观察到此现象。

相反，大多数核基因属于需要机械来催化去除过程的内含子。

替代拼接

在人类中，据报道大约有90,000种不同的蛋白质，以前认为必须有相同数目的基因。

随着新技术的出现和人类基因组计划的出现，有可能得出结论，我们仅拥有约25,000个基因。那么我们怎么可能有那么多蛋白质呢？

外显子的组装顺序可能与转录成RNA的顺序不同，但可以通过建立新颖的组合来进行排列。这种现象称为替代拼接。因此，一个转录的基因可以产生一种以上的蛋白质。

1978年，研究人员吉尔伯特（Gilbert）阐明了蛋白质数量与基因数量之间的不一致，从而抛弃了传统的“对于基因来说，蛋白质”的概念。

资料来源：国家人类基因组研究所（http://www.genome.gov/Images/EdKit/bio2j_large.gif），通过Wikimedia Commons。

特征

对于Kelemen等人（2013），“此事件的功能之一是除了调节蛋白质之间，蛋白质与核酸之间以及蛋白质与膜之间的关系之外，还增加信使RNA的多样性。”

这些作者认为，“选择性剪接负责调节蛋白质的位置，其酶促性质以及与配体的相互作用”。它也与细胞分化过程和生物发展有关。

从进化的角度来看，它似乎是改变的重要机制，因为已经发现高比例的高等真核生物遭受替代剪接的高事件。除了在物种分化和基因组进化中起重要作用外。

替代剪接和癌症

有证据表明，这些过程中的任何错误都可能导致细胞功能异常，对个体产生严重后果。在这些潜在的病理中，癌症脱颖而出。

由于这个原因，已经提出了选择性剪接作为细胞中这些异常状况的新型生物学标记。同样，如果有可能充分了解疾病发生机理的基础，则可以提出解决方案。

参考文献

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