Alternatives Spleißen

Autor: Leandro Alegsa

03-11-2020

Exons and introns in pre-mRNA: forming mature mRNA by splicing. The UTRs are non-coding parts of exons at the ends of the mRNA.

Alternatives Spleißen ermöglicht es der DNA, für mehr als ein Protein zu kodieren. Es variiert die Exon-Zusammensetzung der Boten-RNA.

Beim alternativen Spleißen werden die durch Transkription erzeugten Exons der Prä-Messenger-RNA während des RNA-Spleißens auf verschiedene Weise wieder miteinander verbunden.

Dadurch entstehen verschiedene reife Boten-RNAs aus demselben Gen. Sie werden in verschiedene Proteine übersetzt. So kann ein einzelnes Gen für mehrere Proteine kodieren.

Alternatives Spleißen ist bei Eukaryonten normal. Es erhöht die Vielfalt der Proteine, die vom Genom kodiert werden können, erheblich. Beim Menschen werden ~95% der multiexonischen Gene alternativ gespleißt.

Es gibt verschiedene Arten des alternativen Spleißens: die häufigste ist das Exon-Skipping. Ein Exon kann unter bestimmten Bedingungen oder in bestimmten Geweben in mRNAs enthalten sein und in anderen aus der mRNA weggelassen werden. Es gibt Spleiß-Aktivatoren, die die Verwendung einer bestimmten Spleißstelle fördern, und Spleiß-Repressoren, die die Verwendung einer bestimmten Stelle reduzieren. Neue Arten des alternativen Spleißens werden gefunden.

Abnormale Variationen beim Spleißen treten bei der Erkrankung auf. Viele genetische Störungen des Menschen gehen auf Spleißvarianten zurück. Abnormale Spleissvarianten können auch zur Entstehung von Krebs beitragen. Nicht funktionierende Spleißprodukte werden gewöhnlich durch eine posttranskriptionelle Qualitätskontrolle behandelt. Das heißt, sie werden von Enzymen zerkleinert.

Beim alternativen Spleißen entstehen zwei Protein-Isoformen.

Quelle der Vielfalt

Alternatives Spleißen (die Rekombination verschiedener Exons) ist eine Hauptquelle der genetischen Vielfalt bei Eukaryonten. Ein bestimmtes Drosophila-Gen (DSCAM) kann alternativ in 38.000 verschiedene mRNA gespleißt werden.

Fragen und Antworten

F: Was ist alternatives Spleißen?

A: Alternatives Spleißen ist ein Prozess, bei dem die Exons der durch Transkription erzeugten Pre-Messenger-RNA während des RNA-Spleißens auf unterschiedliche Weise neu verbunden werden, was zu verschiedenen reifen Boten-RNAs desselben Gens führt, die in unterschiedliche Proteine übersetzt werden.

F: Wie häufig ist alternatives Spleißen?

A: Alternatives Spleißen ist bei Eukaryoten normal und erhöht die Vielfalt der Proteine, für die das Genom kodieren kann, erheblich. Beim Menschen sind etwa 95% der multiexonischen Gene alternativ gespleißt.

F: Welche Arten des alternativen Spleißens gibt es?

A: Die häufigste Art des alternativen Spleißens ist das Exon-Skipping, bei dem ein Exon in Abhängigkeit von bestimmten Bedingungen oder Geweben in die mRNA aufgenommen oder ausgelassen wird. Es gibt auch andere Arten, wie z.B. Spleißaktivatoren und -repressoren, die die Verwendung bestimmter Stellen fördern bzw. reduzieren, und es werden immer wieder neue Arten entdeckt.

F: Wie wirken sich abnormale Variationen im alternativen Spleißen auf die Gesundheit aus?

A: Abnormale Variationen im alternativen Spleißen können zu genetischen Störungen führen und zur Entstehung von Krebs beitragen. Nicht funktionierende Produkte, die bei diesem Prozess entstehen, werden in der Regel durch die posttranskriptionale Qualitätskontrolle behandelt, bei der sie von Enzymen zerhackt werden.

F: Welche Arten von Proteinen können durch alternatives Spleißen entstehen?

A: Durch alternatives Spleißen kann ein einzelnes Gen für mehrere Proteine kodieren, was die Vielfalt der Proteine, die das Genom kodieren kann, erhöht.

F: Was passiert, wenn durch alternatives Spleißen nicht funktionierende Produkte entstehen?

A: Wenn nicht funktionierende Produkte aus alternativem Spliceing resultieren, werden sie in der Regel durch die posttranskriptionale Qualitätskontrolle behandelt, bei der sie durch Enzyme zerhackt werden.