选择性剪接中的剪接模式

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1、选择性剪接中的剪接模式 有几种不同的剪接模式（见图1-1）[1，6]。最常见的模式是在成熟的mRNA中跳过外显子，使其包括或者剔除盒式外显子（也称为跳过的外显子）。跳过外显子的一个著名的例子是果蝇性别致死的基因（SXL），这是一个由性别决定的转变。跳过SXL基因的第3外显子，可以保持雌性的分化。SXL的第3外显子包含一个早提前的终止密码子，这个外显子的存在合成出截短的、也有可能是非功能的蛋白质[7，8]。另一个剪接模式是外显子互斥，这使得两个相邻外显子中，仅有一个出现在最终产物中。人类成纤维细胞生长因子受体二号（FGFR-2）基因含有外显子IIIB和II

2、IC，这两者是互斥的。从外显子IIIB得到的的基因产物，具有比纤维细胞生长因子低得多的聚合吸引力[9]。  不仅可以作用于整个外显子，不同的剪接方式也可以只剪接外显子的某一部分。5'或3'选择性剪接位点的选择，通过加上、或者不加上与外显子侧面相连的支链而生成，从而造成多样性。果蝇无子（FRU）和双性别（DSX）基因包含了雌性特有的选择性剪接位点，前者在5‘端，而后者在3'端。由于选择性剪接位点的不同，造成支链的细小差异[10，11]。 选择性剪接可发生在转录体的任意一端。选择性终止外显子不仅改变最后一个外显子的包含性，而且还影响聚腺苷酸化位点的选择。在许

3、多情况下，它可以在最后的外显子中生成提前的终止密码子，并且生成功能性截短的多肽或者产生无意义介导衰变（NMD，即，由于终止密码子位于最后外显子与外显子的结点上游超过50-55碱基对处，从而造成的mRNA的降解）[2，12，13]。钙调节激素（降钙素）基因包括6个外显子。成熟的的降钙素转录体包括前四个外显子，并使用位于第4外显子上的多聚腺苷酸化位点，从而生成甲状腺C细胞中超过98%的基因产物。同时，在大脑和周围神经系统中，通过将前三个、第五和第六个外显子编码成降钙素相关肽的前体，并利用下游的腺苷酸化位点（CGRP），从而产生差异[14，15]。同样，选择性

4、启动子的使用使得可以选择不同的转录启动子，这样通常会影响到第一个外显子。尽管人们普遍将其当作转录调控，选择性启动子的使用和选择性剪接有很大的关联。人们已经观察到，有选择性启动子的基因更容易进行选择性剪接，同时，选择性启动子的数量与不同选择性的剪接方式的数量正相关[16]。鼠标单羧酸转运蛋白二号（MCT2）基因有几种选择性的启动子，由此形成五种独特的首外显子（1A-1E）。外显子1C用于各种组织中，而其他的外显子则是有组织特异性的[17]。 除此以外，内含子同样可以参与选择性剪接。在内含子保留性中，整个内含子可以被包括或排除。对于人类来说，这种模式是罕见的

5、[1]。然而，最近的研究表明，在已知的人类基因中，这个频率比想象中要高得多（约15％）[18]。内含子的保留性在植物中比在其他真核生物中常见[19]。例如，对于拟南芥，50％以上的案例都是关于内含子保留性的[20]。人类FosB（FBJ小鼠骨肉瘤病毒致癌基因对等质B）基因的最后一个外显子包含一个140碱基对的序列，它可以剪接出来，产生一个截断的产物——ΔFosB。通过观察动物长期的药物依赖性，检测ΔFosB的表达[21]。 基本剪接机制无论是选择性还是组成型剪接，用的都是同一种基本剪接机制，称为剪接体。剪接体识别和选择的剪接位点（外显子和内含子的结点），

6、同时，催化打破并重组RNA链。剪接体主要由五个小核核糖核蛋白（snRNP）——U1，U2，U4，U5和U6组成。其中包括尿苷丰富的小核RNA和多种蛋白质。它们能识别前体mRNA上的剪接信号，并与其他辅助剪接因子交互[22-24]。 在剪接中，三个保留序列元素是必须的。这些保留序列元素可以是经典或异常的剪接节点，多嘧啶束和分支点（见图1-2）[22，23]。剪接位点含有包括外显子和内含子结点的短序列。GU和AG二核苷酸在外显子的5'和3'端通常来说是分别不变的。在剪接结合中，这种类型的GU-AG对被称为经典剪接位点。它存在于超过98%的哺乳动物基因组中[2

7、5]。异常的剪接位点含有如GC-AG、AT-AC之类的二核苷酸对，AT-AC等。这种情况比较罕见。多嘧啶束是指位于内含子的3’端，且紧邻3‘剪接位点的UC丰富的片段。这是几种剪接因子的结合位点，如U2snRNP辅助因子（U2AF）和多嘧啶束结合蛋白（PTB）[26]。分支点（也称为分支位点）位于多嘧啶束的上游。对于人和老鼠来说，分支点和3'剪接结点间的平均距离大约是30至40个碱基对[27]。虽然分支点序列在哺乳动物中是可变的，分支点的突变可以促使由组成型剪接到选择性剪接的转变[27]。 剪接体由一种被称为剪接体循环的连续方式组成。其中包括识别、添加、重

8、排和释放小核核糖核蛋白（见图1-2）。U1是第一个加入剪接体的的小核核糖核蛋白，