stringtranslate.com

Интрон

Интрон — это любая нуклеотидная последовательность внутри гена , которая не экспрессируется или не действует в конечном продукте РНК. Слово интрон происходит от термина intragenic regi on , т. е. область внутри гена. [1] Термин интрон относится как к последовательности ДНК внутри гена, так и к соответствующей последовательности РНК в транскриптах РНК . [2] Неинтронные последовательности, которые объединяются в результате этой обработки РНК для формирования зрелой РНК, называются экзонами . [3]

Интроны обнаружены в генах большинства эукариот и многих эукариотических вирусов, и они могут быть расположены как в генах, кодирующих белок, так и в генах, которые функционируют как РНК ( некодирующие гены ). Существует четыре основных типа интронов: интроны тРНК, интроны группы I, интроны группы II и сплайсосомные интроны (см. ниже). Интроны редко встречаются у бактерий и архей (прокариот).

Открытие и этимология

Интроны были впервые обнаружены в генах, кодирующих белок аденовируса , [4] [5] и впоследствии были идентифицированы в генах, кодирующих гены транспортной РНК и рибосомальной РНК. Сейчас известно, что интроны встречаются в самых разных генах организмов, бактерий, [6] и вирусов во всех биологических царствах.

Тот факт, что гены были разделены или прерваны интронами, был открыт независимо в 1977 году Филиппом Алленом Шарпом и Ричардом Дж. Робертсом , за что они разделили Нобелевскую премию по физиологии и медицине в 1993 году [7], хотя заслуга исследователей и сотрудников в их лабораториях, которые проводили эксперименты, приведшие к открытию, Сьюзан Бергет и Луизы Чоу , не была учтена . [8] [9] Термин «интрон» был введен американским биохимиком Уолтером Гилбертом : [1]

«Понятие цистрона [ т. е. гена] ... должно быть заменено понятием транскрипционной единицы, содержащей области, которые будут утрачены из зрелого мессенджера, – которые я предлагаю называть интронами (для внутригенных областей), – чередующиеся с областями, которые будут экспрессироваться – экзонами» (Гилберт, 1978).

Термин интрон также относится к интрацистрону , то есть дополнительному фрагменту ДНК, который возникает внутри цистрона . [10]

Хотя интроны иногда называют промежуточными последовательностями , [11] термин «промежуточная последовательность» может относиться к любому из нескольких семейств внутренних последовательностей нуклеиновых кислот, которые не присутствуют в конечном продукте гена, включая интеины , нетранслируемые области (UTR) и нуклеотиды, удаленные при редактировании РНК , в дополнение к интронам.

Распределение

Частота интронов в различных геномах, как было замечено, сильно различается в спектре биологических организмов. Например, интроны чрезвычайно распространены в ядерном геноме челюстных позвоночных (например, людей, мышей и рыб-собак (фугу)), где гены, кодирующие белок, почти всегда содержат несколько интронов, в то время как интроны редки в ядерных генах некоторых эукариотических микроорганизмов, [12] например, пекарских/пивных дрожжей ( Saccharomyces cerevisiae ). Напротив, митохондриальные геномы позвоночных полностью лишены интронов, в то время как геномы эукариотических микроорганизмов могут содержать много интронов. [13]

Простая иллюстрация несплайсированного предшественника мРНК с двумя интронами и тремя экзонами (вверху). После удаления интронов с помощью сплайсинга зрелая последовательность мРНК готова к трансляции (внизу).

Особенно экстремальным случаем является ген dhc7 Drosophila , содержащий интрон размером ≥3,6 мегабаз (Мб), транскрипция которого занимает примерно три дня. [14] [15] С другой стороны, исследование 2015 года показывает, что самая короткая известная длина интрона у метазоа составляет 30 пар оснований (пн), принадлежащих гену человека MST1L . [16] Самые короткие известные интроны принадлежат гетеротрихным инфузориям, таким как Stentor coeruleus , у которых большинство (> 95%) интронов имеют длину 15 или 16 пн. [17]

Классификация

Сплайсинг всех интронсодержащих молекул РНК внешне схож, как описано выше. Однако, различные типы интронов были идентифицированы путем изучения структуры интрона с помощью анализа последовательности ДНК, а также генетического и биохимического анализа реакций сплайсинга РНК. Было идентифицировано по крайней мере четыре различных класса интронов:

Группа III интронов предлагается отнести к пятому семейству, но мало что известно о биохимическом аппарате, который опосредует их сплайсинг. Они, по-видимому, связаны с группой II интронов и, возможно, со сплайсосомными интронами. [18]

Сплайсосомные интроны

Ядерные пре-мРНК интроны (сплайсосомные интроны) характеризуются специфическими интронными последовательностями, расположенными на границах между интронами и экзонами. [19] Эти последовательности распознаются молекулами сплайсосомной РНК, когда инициируются реакции сплайсинга. [20] Кроме того, они содержат точку ветвления, определенную нуклеотидную последовательность вблизи 3'-конца интрона, которая становится ковалентно связанной с 5'-концом интрона во время процесса сплайсинга, образуя разветвленный ( лариат ) [ необходимо разъяснение (сложный жаргон) ] интрон. Помимо этих трех коротких консервативных элементов, ядерные пре-мРНК интронные последовательности сильно изменчивы. Ядерные пре-мРНК интроны часто намного длиннее окружающих их экзонов.

интроны тРНК

Интроны транспортной РНК, которые зависят от белков для удаления, находятся в определенном месте в антикодоновой петле несплайсированных предшественников тРНК и удаляются эндонуклеазой сплайсинга тРНК. Затем экзоны связываются вместе вторым белком, лигазой сплайсинга тРНК. [21] Обратите внимание, что самосплайсирующиеся интроны также иногда встречаются в генах тРНК. [22]

Интроны группы I и группы II

Интроны группы I и группы II обнаружены в генах, кодирующих белки ( информационная РНК ), транспортную РНК и рибосомальную РНК в очень широком диапазоне живых организмов. [23] [24] После транскрипции в РНК интроны группы I и группы II также вступают в обширные внутренние взаимодействия, которые позволяют им складываться в специфическую сложную трехмерную архитектуру . Эти сложные архитектуры позволяют некоторым интронам группы I и группы II быть самосплайсирующимися , то есть молекула РНК, содержащая интрон, может перестраивать свою собственную ковалентную структуру таким образом, чтобы точно удалить интрон и связать экзоны вместе в правильном порядке. В некоторых случаях в сплайсинге участвуют определенные интрон-связывающие белки, действуя таким образом, что они помогают интрону складываться в трехмерную структуру, необходимую для активности самосплайсинга. Интроны группы I и группы II отличаются различными наборами внутренних консервативных последовательностей и складчатых структур, а также тем фактом, что сплайсинг молекул РНК, содержащих интроны группы II, генерирует разветвленные интроны (подобно интронам сплайсосомных РНК), в то время как интроны группы I используют некодируемый гуанозиновый нуклеотид (обычно ГТФ) для инициирования сплайсинга, добавляя его к 5'-концу вырезанного интрона.

О точности сращивания

Сплайсосома — очень сложная структура, содержащая до ста белков и пять различных РНК. Субстратом реакции является длинная молекула РНК, а реакции переэтерификации, катализируемые сплайсосомой, требуют объединения участков, которые могут находиться на расстоянии тысяч нуклеотидов друг от друга. [25] [26] Все биохимические реакции связаны с известными частотами ошибок, и чем сложнее реакция, тем выше частота ошибок. Поэтому неудивительно, что реакция сплайсинга, катализируемая сплайсосомой, имеет значительную частоту ошибок, даже несмотря на то, что существуют вспомогательные факторы сплайсосомы, которые подавляют случайное расщепление скрытых участков сплайсинга. [27]

В идеальных условиях реакция сплайсинга, вероятно, будет точной на 99,999% (частота ошибок 10−5 ) , и правильные экзоны будут соединены, а правильный интрон будет удален. [28] Однако эти идеальные условия требуют очень близких совпадений с лучшими последовательностями сайтов сплайсинга и отсутствия каких-либо конкурирующих криптических последовательностей сайтов сплайсинга внутри интронов, и эти условия редко выполняются в крупных эукариотических генах, которые могут охватывать более 40 килобаз. Недавние исследования показали, что фактическая частота ошибок может быть значительно выше 10−5 и может достигать 2% или 3% ошибок (частота ошибок 2 или 3 x 10−2 ) на ген. [29] [30] [31] Дополнительные исследования показывают, что частота ошибок составляет не менее 0,1% на интрон. [32] [33] Этот относительно высокий уровень ошибок сплайсинга объясняет, почему большинство вариантов сплайсинга быстро деградируют из-за бессмысленного распада. [34] [35]

Наличие неаккуратных участков связывания в генах приводит к ошибкам сплайсинга, и может показаться странным, что эти участки не были устранены естественным отбором. Аргумент в пользу их устойчивости аналогичен аргументу в пользу мусорной ДНК. [32] [36]

Хотя мутации, которые создают или разрушают сайты связывания, могут быть немного вредными, большое количество возможных таких мутаций делает неизбежным, что некоторые из них достигнут фиксации в популяции. Это особенно актуально для видов, таких как люди, с относительно небольшими долгосрочными эффективными размерами популяции. Таким образом, вполне вероятно, что геном человека несет существенную нагрузку неоптимальных последовательностей, которые вызывают генерацию аберрантных изоформ транскриптов. В этом исследовании мы представляем прямые доказательства того, что это действительно так. [32]

Хотя каталитическая реакция может быть достаточно точной для эффективной обработки большую часть времени, общая частота ошибок может быть частично ограничена точностью транскрипции, поскольку ошибки транскрипции будут вносить мутации, которые создают криптические сайты сплайсинга. Кроме того, частота ошибок транскрипции 10−5 – 10−6 достаточно высока, чтобы один из каждых 25000 транскрибированных экзонов имел ошибку включения в одном из сайтов сплайсинга, что приведет к пропущенному интрону или пропущенному экзону. Почти все многоэкзонные гены будут производить неправильно сплайсированные транскрипты, но частота этого фонового шума будет зависеть от размера генов, количества интронов и качества последовательностей сайтов сплайсинга. [30] [33]

В некоторых случаях варианты сплайсинга будут производиться мутациями в гене (ДНК). Это могут быть полиморфизмы SNP, которые создают скрытый сайт сплайсинга или мутируют функциональный сайт. Это также могут быть мутации соматических клеток, которые влияют на сплайсинг в определенной ткани или клеточной линии. [37] [38] [39] Когда мутантный аллель находится в гетерозиготном состоянии, это приведет к образованию двух обильных вариантов сплайсинга: одного функционального и одного нефункционального. В гомозиготном состоянии мутантные аллели могут вызывать генетическое заболевание, такое как гемофилия, обнаруженная у потомков королевы Виктории, когда мутация в одном из интронов в гене фактора свертывания крови создает скрытый 3'-сайт сплайсинга, что приводит к аберрантному сплайсингу. [40] Значительная часть человеческих смертей от болезней может быть вызвана мутациями, которые мешают нормальному сплайсингу; в основном путем создания скрытых сайтов сплайсинга. [41] [38]

Неправильно сплайсированные транскрипты можно легко обнаружить, а их последовательности ввести в онлайн-базы данных. Обычно их называют «альтернативно сплайсированные» транскрипты, что может сбивать с толку, поскольку этот термин не различает реальный, биологически релевантный альтернативный сплайсинг и шум обработки из-за ошибок сплайсинга. Одним из центральных вопросов в области альтернативного сплайсинга является выявление различий между этими двумя возможностями. Многие ученые утверждали, что нулевой гипотезой должен быть шум сплайсинга, возлагая бремя доказательства на тех, кто утверждает биологически релевантный альтернативный сплайсинг. По мнению этих ученых, утверждение о функции должно сопровождаться убедительными доказательствами того, что несколько функциональных продуктов производятся из одного и того же гена. [42] [43]

Биологические функции и эволюция

Хотя интроны не кодируют белковые продукты, они являются неотъемлемой частью регуляции экспрессии генов. Некоторые интроны сами кодируют функциональные РНК посредством дальнейшей обработки после сплайсинга для получения некодирующих молекул РНК. [44] Альтернативный сплайсинг широко используется для получения нескольких белков из одного гена. Кроме того, некоторые интроны играют существенную роль в широком спектре функций регуляции экспрессии генов, таких как бессмысленный распад [45] и экспорт мРНК. [46]

После первоначального открытия интронов в генах, кодирующих белки, в эукариотическом ядре возникли серьезные споры о том, были ли интроны в современных организмах унаследованы от общего древнего предка (так называемая гипотеза ранних интронов), или же они появились в генах сравнительно недавно в эволюционном процессе (так называемая гипотеза поздних интронов). Другая теория заключается в том, что сплайсосома и интронно-экзонная структура генов являются реликтом мира РНК (гипотеза первых интронов). [47] Все еще ведутся серьезные споры о том, какая из этих гипотез наиболее верна, но на данный момент общепринятым является тот факт, что после образования первой эукариотической клетки интроны группы II из бактериального эндосимбионта вторглись в геном хозяина. Вначале эти самосплайсирующиеся интроны вырезали себя из предшественника мРНК, но со временем некоторые из них утратили эту способность, и их вырезание должно было сопровождаться транс-помощью других интронов группы II. В конце концов, ряд специфических транс-действующих интронов эволюционировали, и они стали предшественниками snRNA сплайсосомы . Эффективность сплайсинга была улучшена за счет ассоциации со стабилизирующими белками для формирования примитивной сплайсосомы. [48] [49] [50] [51]

Ранние исследования геномных последовательностей ДНК из широкого спектра организмов показывают, что интронно-экзонная структура гомологичных генов у разных организмов может сильно различаться. [52] Более поздние исследования полных эукариотических геномов показали, что длина и плотность (интроны/ген) интронов значительно различаются между родственными видами. Например, в то время как человеческий геном содержит в среднем 8,4 интрона/ген (139 418 в геноме), одноклеточный гриб Encephalitozoon cuniculi содержит всего 0,0075 интрона/ген (15 интронов в геноме). [53] Поскольку эукариоты произошли от общего предка ( общее происхождение ), в ходе эволюции должно было происходить значительное увеличение или уменьшение количества интронов. [54] [55] Считается, что этот процесс подвержен отбору, с тенденцией к приобретению интронов у более крупных видов из-за их меньшей численности популяции и наоборот у более мелких (особенно одноклеточных) видов. [56] Биологические факторы также влияют на то, какие гены в геноме теряют или накапливают интроны. [57] [58] [59]

Альтернативный сплайсинг экзонов в гене после вырезания интрона приводит к большей изменчивости последовательностей белков, транслируемых с одного гена, что позволяет генерировать несколько родственных белков из одного гена и одного предшественника транскрипта мРНК. Контроль альтернативного сплайсинга РНК осуществляется сложной сетью сигнальных молекул, которые реагируют на широкий спектр внутриклеточных и внеклеточных сигналов.

Интроны содержат несколько коротких последовательностей, которые важны для эффективного сплайсинга, такие как акцепторные и донорные сайты на обоих концах интрона, а также сайт точки ветвления, которые требуются для правильного сплайсинга сплайсосомой . Известно, что некоторые интроны усиливают экспрессию гена, в котором они содержатся, с помощью процесса, известного как интрон-опосредованное усиление (IME).

Активно транскрибируемые области ДНК часто образуют R-петли , которые уязвимы для повреждения ДНК . В высокоэкспрессируемых генах дрожжей интроны подавляют образование R-петли и возникновение повреждений ДНК. [60] Анализ всего генома как у дрожжей, так и у людей показал, что гены, содержащие интроны, имеют пониженные уровни R-петли и пониженное повреждение ДНК по сравнению с генами без интронов с аналогичной экспрессией. [60] Вставка интрона в ген, склонный к R-петле, также может подавлять образование R-петли и рекомбинацию . Бонне и др. (2017) [60] предположили, что функция интронов в поддержании генетической стабильности может объяснить их эволюционное поддержание в определенных местах, особенно в высокоэкспрессируемых генах.

Адаптация к голоданию

Физическое присутствие интронов способствует клеточной устойчивости к голоданию посредством усиленной интронами репрессии генов рибосомных белков путей восприятия питательных веществ. [61]

Как мобильные генетические элементы

Интроны могут быть потеряны или приобретены в течение эволюционного времени, как показали многие сравнительные исследования ортологичных генов. Последующие анализы выявили тысячи примеров событий потери и приобретения интронов, и было высказано предположение, что возникновение эукариот или начальные стадии эволюции эукариот включали вторжение интронов. [62] Были выявлены два окончательных механизма потери интронов: потеря интронов, опосредованная обратной транскриптазой (RTMIL), и геномные делеции, и известно, что они происходят. [63] Однако окончательные механизмы приобретения интронов остаются неуловимыми и спорными. На данный момент было описано по меньшей мере семь механизмов приобретения интронов: транспозиция интронов, вставка транспозона, тандемная геномная дупликация, перенос интронов, приобретение интронов во время репарации двухцепочечных разрывов (DSBR), вставка интрона группы II и интронизация. Теоретически, должно быть проще всего вывести происхождение недавно приобретенных интронов из-за отсутствия мутаций, вызванных хозяином, однако даже недавно приобретенные интроны не возникли ни в одном из вышеупомянутых механизмов. Таким образом, эти результаты поднимают вопрос о том, не описывают ли предложенные механизмы приобретения интронов механистическое происхождение многих новых интронов, поскольку они не являются точными механизмами приобретения интронов, или существуют другие, еще не открытые, процессы, генерирующие новые интроны. [64]

При транспозиции интронов, наиболее часто предполагаемом механизме получения интронов, считается, что сплайсированный интрон делает обратный сплайсинг либо в свою собственную мРНК, либо в другую мРНК в ранее не содержащей интронов позиции. Затем эта содержащая интрон мРНК подвергается обратной транскрипции, и полученная в результате кДНК, содержащая интрон, может затем вызвать получение интронов посредством полной или частичной рекомбинации с ее исходным геномным локусом.

Было показано, что вставки транспозонов генерируют тысячи новых интронов у различных видов эукариот. [65] Вставки транспозонов иногда приводят к дублированию этой последовательности с каждой стороны транспозона. Такая вставка может интронизировать транспозон, не нарушая кодирующую последовательность, когда транспозон вставляется в последовательность AGGT или кодирует сайты сплайсинга в последовательности транспозона. Там, где транспозоны, генерирующие интроны, не создают дупликации целевых сайтов, элементы включают оба сайта сплайсинга GT (5') и AG (3'), тем самым точно сплайсируя, не затрагивая последовательность, кодирующую белок. [65] Пока не понятно, почему эти элементы сплайсируются, случайно или в результате какого-то предпочтительного действия транспозона.

При тандемной геномной дупликации, из-за сходства между консенсусными донорными и акцепторными сайтами сплайсинга, которые оба очень похожи на AGGT, тандемная геномная дупликация экзонного сегмента, содержащего последовательность AGGT, генерирует два потенциальных сайта сплайсинга. При распознавании сплайсосомой последовательность между исходным и дублированным AGGT будет сплайсингована, что приведет к созданию интрона без изменения кодирующей последовательности гена. Репарация двухцепочечных разрывов посредством негомологичного соединения концов была недавно идентифицирована как источник прироста интронов, когда исследователи идентифицировали короткие прямые повторы, фланкирующие 43% полученных интронов у дафнии. [64] Эти числа необходимо сравнить с числом консервативных интронов, фланкированных повторами, в других организмах, однако, для статистической значимости. Для вставки интрона группы II было предложено ретрохомирование интрона группы II в ядерный ген вызвать недавний сплайсосомный прирост интронов.

Перенос интрона, как предполагалось, приводит к приобретению интрона, когда паралог или псевдоген приобретает интрон, а затем переносит этот интрон посредством рекомбинации в место, где интрон отсутствует в его сестринском паралоге. Интронизация — это процесс, посредством которого мутации создают новые интроны из ранее экзонной последовательности. Таким образом, в отличие от других предложенных механизмов приобретения интрона, этот механизм не требует вставки или генерации ДНК для создания нового интрона. [64]

Единственный предполагаемый механизм недавнего увеличения интронов, не имеющий прямых доказательств, — это вставка интронов группы II, которая при демонстрации in vivo отменяет экспрессию генов. [66] Таким образом, интроны группы II, вероятно, являются предполагаемыми предками сплайсосомных интронов, действующих как сайт-специфические ретроэлементы, и больше не отвечают за увеличение интронов. [67] [68] Тандемная геномная дупликация — единственный предложенный механизм с подтверждающими экспериментальными доказательствами in vivo: короткая внутригенная тандемная дупликация может вставить новый интрон в ген, кодирующий белок, оставляя соответствующую пептидную последовательность неизменной. [69] Этот механизм также имеет обширные косвенные доказательства, подтверждающие идею о том, что тандемная геномная дупликация является распространенным механизмом увеличения интронов. Тестирование других предложенных механизмов in vivo, в частности увеличения интронов во время DSBR, переноса интронов и интронизации, возможно, хотя эти механизмы должны быть продемонстрированы in vivo, чтобы подтвердить их как фактические механизмы увеличения интронов. Дальнейшие геномные анализы, особенно проводимые на уровне популяции, могут затем количественно оценить относительный вклад каждого механизма, возможно, выявляя видоспецифичные отклонения, которые могут пролить свет на различные скорости приобретения интронов среди разных видов. [64]

Смотрите также

Структура:

Сращивание:

Функция

Другие:

Ссылки

  1. ^ ab "Понятие цистрона [т.е. гена] ... должно быть заменено понятием транскрипционной единицы, содержащей регионы, которые будут потеряны из зрелого мессенджера — которые я предлагаю называть интронами (для внутригенных регионов) — чередующиеся с регионами, которые будут экспрессироваться — экзонами". (Gilbert 1978) Gilbert W (февраль 1978). "Почему гены по частям?". Nature . 271 (5645): 501. Bibcode :1978Natur.271..501G. doi : 10.1038/271501a0 . PMID  622185. S2CID  4216649.
  2. ^ Kinniburgh AJ, Mertz JE, Ross J (июль 1978). «Предшественник РНК-мессенджера бета-глобина мыши содержит две промежуточные последовательности РНК». Cell . 14 (3): 681–693. doi :10.1016/0092-8674(78)90251-9. PMID  688388. S2CID  21897383.
  3. ^ Левин Б. (1987). Гены (3-е изд.). Нью-Йорк: Wiley. С. 159–179, 386. ISBN 0-471-83278-2. OCLC  14069165.
  4. ^ Chow LT, Gelinas RE, Broker TR, Roberts RJ (сентябрь 1977 г.). «Удивительное расположение последовательностей на 5' концах РНК-мессенджера аденовируса 2». Cell . 12 (1): 1–8. doi :10.1016/0092-8674(77)90180-5. PMID  902310. S2CID  2099968.
  5. ^ Berget SM, Moore C, Sharp PA (август 1977 г.). «Сплайсированные сегменты на 5'-конце поздней мРНК аденовируса 2». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 74 (8): 3171–3175. Bibcode : 1977PNAS...74.3171B. doi : 10.1073/pnas.74.8.3171 . PMC 431482. PMID  269380. 
  6. ^ Belfort M , Pedersen-Lane J, West D, Ehrenman K, Maley G, Chu F, Maley F (июнь 1985). «Обработка гена интронсодержащей тимидилатсинтазы (td) фага T4 происходит на уровне РНК». Cell . 41 (2): 375–382. doi :10.1016/s0092-8674(85)80010-6. PMID  3986907. S2CID  27127017.
  7. ^ «Нобелевская премия по физиологии и медицине 1993 года».
  8. ^ Абир-Ам, Пнина Джеральдин (сентябрь 2020 г.). «Женщины, открывшие сплайсинг РНК». American Scientist . 108 (5): 298–305 . Получено 12 января 2024 г.
  9. ^ Флинт, Энтони (8 ноября 1993 г.). «Нобелевская премия по медицине порождает негодование и зависть». The Idaho Statesman . Получено 12 января 2024 г. – через Newspapers.com .
  10. ^ Tonegawa S, Maxam AM, Tizard R, Bernard O, Gilbert W (март 1978). "Последовательность гена зародышевой линии мыши для вариабельной области легкой цепи иммуноглобулина". Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 75 (3): 1485–1489. Bibcode : 1978PNAS...75.1485T. doi : 10.1073 /pnas.75.3.1485 . PMC 411497. PMID  418414. 
  11. ^ Tilghman SM, Tiemeier DC, Seidman JG, Peterlin BM, Sullivan M, Maizel JV, Leder P (февраль 1978 г.). «Промежуточная последовательность ДНК, идентифицированная в структурной части гена бета-глобина мыши». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 75 (2): 725–729. Bibcode : 1978PNAS...75..725T. doi : 10.1073/pnas.75.2.725 . PMC 411329. PMID  273235 . 
  12. ^ Стаджич Дж. Э., Дитрих Ф. С., Рой СВ. (2007). «Сравнительный геномный анализ геномов грибов выявляет богатых интронами предков». Genome Biology . 8 (10): R223. doi : 10.1186/gb-2007-8-10-r223 . PMC 2246297. PMID  17949488 . 
  13. ^ Taanman JW (февраль 1999). «Митохондриальный геном: структура, транскрипция, трансляция и репликация». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Биоэнергетика . 1410 (2): 103–123. doi :10.1016/s0005-2728(98)00161-3. PMID  10076021. S2CID  19229072.
  14. ^ Tollervey D, Caceres JF (ноябрь 2000 г.). «Процессинг РНК продолжается». Cell . 103 (5): 703–709. doi : 10.1016/S0092-8674(00)00174-4 . PMID  11114327.
  15. ^ Reugels AM, Kurek R, Lammermann U, Bünemann H (февраль 2000 г.). «Мегаинтроны в гене динеина DhDhc7(Y) на гетерохроматиновой хромосоме Y приводят к образованию гигантских нитей-петель в первичных сперматоцитах Drosophila hydei». Genetics . 154 (2): 759–769. doi :10.1093/genetics/154.2.759. PMC 1460963 . PMID  10655227. 
  16. ^ Piovesan A, Caracausi M, Ricci M, Strippoli P, Vitale L, Pelleri MC (декабрь 2015 г.). «Идентификация минимальных эукариотических интронов с помощью GeneBase, удобного инструмента для анализа банка данных NCBI Gene». DNA Research . 22 (6): 495–503. doi :10.1093/dnares/dsv028. PMC 4675715 . PMID  26581719. 
  17. ^ Slabodnick MM, Ruby JG, Reiff SB, Swart EC, Gosai S, Prabakaran S, et al. (Февраль 2017). «Макронуклеарный геном Stentor coeruleus обнаруживает крошечные интроны в гигантской клетке». Current Biology . 27 (4): 569–575. Bibcode :2017CBio...27..569S. doi :10.1016/j.cub.2016.12.057. PMC 5659724 . PMID  28190732. 
  18. ^ Copertino DW, Hallick RB (декабрь 1993 г.). «Интроны группы II и группы III твинтронов: потенциальные связи с ядерными пре-мРНК интронами». Trends in Biochemical Sciences . 18 (12): 467–471. doi :10.1016/0968-0004(93)90008-b. PMID  8108859.
  19. ^ Padgett RA, Grabowski PJ, Konarska MM, Seiler S, Sharp PA (1986). «Сплайсинг предшественников матричных РНК». Annual Review of Biochemistry . 55 : 1119–1150. doi :10.1146/annurev.bi.55.070186.005351. PMID  2943217.
  20. ^ Guthrie C, Patterson B (1988). «Сплайсосомальные мяРНК». Annual Review of Genetics . 22 : 387–419. doi :10.1146/annurev.ge.22.120188.002131. PMID  2977088.
  21. ^ Greer CL, Peebles CL, Gegenheimer P, Abelson J (февраль 1983 г.). «Механизм действия дрожжевой РНК-лигазы при сплайсинге тРНК». Cell . 32 (2): 537–546. doi :10.1016/0092-8674(83)90473-7. PMID  6297798. S2CID  44978152.
  22. ^ Reinhold-Hurek B, Shub DA (май 1992). «Самосплайсинг интронов в генах тРНК широко дивергентных бактерий». Nature . 357 (6374): 173–176. Bibcode :1992Natur.357..173R. doi :10.1038/357173a0. PMID  1579169. S2CID  4370160.
  23. ^ Cech TR (1990). «Самосплайсинг интронов группы I». Annual Review of Biochemistry . 59 : 543–568. doi :10.1146/annurev.bi.59.070190.002551. PMID  2197983.
  24. ^ Мишель Ф., Ферат Дж. Л. (1995). «Структура и активность интронов группы II». Annual Review of Biochemistry . 64 : 435–461. doi :10.1146/annurev.bi.64.070195.002251. PMID  7574489.
  25. ^ Wan R, Bai R, Zhan X, Shi Y (2020). «Как предшественник информационной РНК сплайсируется сплайсосомой?». Annual Review of Biochemistry . 89 : 333–358. doi :10.1146/annurev-biochem-013118-111024. PMID  31815536. S2CID  209167227.
  26. ^ Wilkinson ME, Charenton C, Nagai K (2020). «Сплайсинг РНК сплайсосомой». Annual Review of Biochemistry . 89 : 359–388. doi :10.1146/annurev-biochem-091719-064225. PMID  31794245. S2CID  208626110.
  27. ^ Сэйлз-Ли Дж., Перри DS, Боузер BA, Дидрих Дж.К., Рао Б., Беуш И., Йейтс III Дж.Р., Рой SW, Мадхани HD (2021). «Связь сложности сплайсосомы с разнообразием интронов». Current Biology . 31 (22): 4898–4910 e4894. Bibcode :2021CBio...31E4898S. doi :10.1016/j.cub.2021.09.004. PMC 8967684 . PMID  34555349. S2CID  237603074. 
  28. ^ Hsu SN, Hertel KJ (2009). «Сплайсеосомы ходят по линии: ошибки сплайсинга и их влияние на клеточную функцию». RNA Biology . 6 (5): 526–530. doi :10.4161/rna.6.5.9860. PMC 3912188. PMID 19829058.  S2CID 22592978  . 
  29. ^ Меламуд Э., Молт Дж. (2009). «Стохастический шум в машинах сплайсинга». Nucleic Acids Research . gkp471 (14): 4873–4886. doi :10.1093/nar/gkp471. PMC 2724286. PMID  19546110 . 
  30. ^ ab Fox-Walsh KL, Hertel KJ (2009). «Спаривание сайтов сплайсинга — это изначально высокоточный процесс». Труды Национальной академии наук . 106 (6): 1766–1771. Bibcode : 2009PNAS..106.1766F. doi : 10.1073/pnas.0813128106 . PMC 2644112. PMID  19179398 . 
  31. ^ Stepankiw N, Raghavan M, Fogarty EA, Grimson A, Pleiss JA (2015). «Широко распространенный альтернативный и аберрантный сплайсинг, выявленный с помощью секвенирования лариата». Nucleic Acids Research . 43 (17): 8488–8501. doi :10.1093/nar/gkv763. PMC 4787815. PMID  26261211 . 
  32. ^ abc Pickrell JK, Pai AA, Gilad Y, Pritchard JK (2010). «Шумный сплайсинг приводит к разнообразию изоформ мРНК в клетках человека». PLOS Genet . 6 (12): e1001236. doi : 10.1371/journal.pgen.1001236 . PMC 3000347. PMID  21151575 . 
  33. ^ ab Skandalis A (2016). «Оценка минимальной частоты ошибок сплайсинга мРНК у позвоночных». Mutation Research/Fundamental and Molecular Mechanisms of Mutagenesis . 784 (1713): 34–38. doi :10.1098/rstb.2015.0474. PMC 5182408. PMID 27994117  . 
  34. ^ Zhang Z, Xin D, Wang P, Zhou L, Hu L, Kong X, Hurst LD (2009). «Шумный сплайсинг, больше, чем регуляция экспрессии, объясняет, почему некоторые экзоны подвержены бессмысленно-опосредованному распаду мРНК». BMC Biology . 7 : 23. doi : 10.1186/1741-7007-7-23 . PMC 2697156 . PMID  19442261. 
  35. ^ Bitton DA, Atkinson SR, Rallis C, Smith GC, Ellis DA, Chen YY, Malecki M, Codlin S, Lemay JF, Cotobal C (2015). «Широко распространенный пропуск экзонов запускает деградацию с помощью наблюдения за ядерной РНК в делящихся дрожжах». Genome Research . 25 (6): 884–896. doi :10.1101/gr.185371.114. PMC 4448684 . PMID  25883323. 
  36. ^ Saudemont B, Popa A, Parmley JL, Rocher V, Blugeon C, Necsulea A, Meyer E, Duret L (2017). «Цена приспособленности неправильного сплайсинга является основным фактором альтернативных схем сплайсинга». Genome Biology . 18 (1): 208. doi : 10.1186/s13059-017-1344-6 . PMC 5663052 . PMID  29084568. 
  37. ^ Скотти ММ, Свонсон М.С. (2016). «Ошибочный сплайсинг РНК при заболеваниях». Nature Reviews Genetics . 17 (1): 19–32. doi :10.1038/nrg.2015.3. PMC 5993438. PMID  26593421 . 
  38. ^ ab Ширли Б., Мукаки Э., Роган П. (2019). «Общераковый репозиторий проверенных естественных и скрытых мутаций сплайсинга мРНК». F1000Research . 7 : 1908. doi : 10.12688/f1000research.17204.3 . PMC 6544075. PMID  31275557. S2CID  202702147. 
  39. ^ Mucaki EJ, Shirley BC, Rogan PK (2020). «Изменения экспрессии подтверждают геномные варианты, которые, как предсказано, приводят к аллель-специфическому альтернативному сплайсингу мРНК». Frontiers in Genetics . 11 : 109. doi : 10.3389/fgene.2020.00109 . PMC 7066660. PMID  32211018 . 
  40. ^ Рогаев Е.И., Григоренко А.П., Фасхутдинова Г., Киттлер Е.Л., Молиака Ю.К. (2009). «Анализ генотипа выявляет причину «королевской болезни»». Science . 326 (5954): 817. Bibcode :2009Sci...326..817R. doi : 10.1126/science.1180660 . PMID  19815722. S2CID  206522975.
  41. ^ Lynch M (2010). «Скорость, молекулярный спектр и последствия мутации человека». Труды Национальной академии наук . 107 (3): 961–968. Bibcode : 2010PNAS..107..961L. doi : 10.1073/pnas.0912629107 . PMC 2824313. PMID  20080596 . 
  42. ^ Mudge JM, Harrow J (2016). «Состояние дел в аннотации генов высших эукариот». Nature Reviews Genetics . 17 (12): 758–772. doi :10.1038/nrg.2016.119. PMC 5876476. PMID 27773922  . 
  43. ^ Bhuiyan SA, Ly S, Phan M, Huntington B, Hogan E, Liu CC, Liu J, Pavlidis P (2018). «Систематическая оценка функции изоформ в литературных сообщениях об альтернативном сплайсинге». BMC Genomics . 19 (1): 637. doi : 10.1186/s12864-018-5013-2 . PMC 6114036. PMID  30153812 . 
  44. ^ Rearick D, Prakash A, McSweeny A, Shepard SS, Fedorova L, Fedorov A (март 2011). «Критическая ассоциация некодируемых РНК с интронами». Nucleic Acids Research . 39 (6): 2357–2366. doi :10.1093/nar/gkq1080. PMC 3064772. PMID  21071396 . 
  45. ^ Bicknell AA, Cenik C, Chua HN, Roth FP, Moore MJ (декабрь 2012 г.). «Интроны в UTR: почему мы должны прекратить их игнорировать». BioEssays . 34 (12): 1025–1034. doi : 10.1002/bies.201200073 . PMID  23108796. S2CID  5808466.
  46. ^ Cenik C, Chua HN, Zhang H, Tarnawsky SP, Akef A, Derti A и др. (апрель 2011 г.). Snyder M (ред.). «Анализ генома выявляет взаимодействие между интронами 5'UTR и экспортом ядерной мРНК для секреторных и митохондриальных генов». PLOS Genetics . 7 (4): e1001366. doi : 10.1371/journal.pgen.1001366 . PMC 3077370 . PMID  21533221. 
  47. ^ Penny D, Hoeppner MP, Poole AM, Jeffares DC (ноябрь 2009 г.). «Обзор теории интронов-сначала». Journal of Molecular Evolution . 69 (5): 527–540. Bibcode : 2009JMolE..69..527P. doi : 10.1007/s00239-009-9279-5. PMID  19777149. S2CID  22386774.
  48. ^ Кавальер-Смит Т. (1991). «Интронная филогения: новая гипотеза». Тенденции в генетике . 7 (5): 145–148. doi :10.1016/0168-9525(91)90377-3. PMID  2068786.
  49. ^ Дулиттл У. Ф. (1991). «Происхождение интронов». Current Biology . 1 (3): 145–146. Bibcode : 1991CBio....1..145D. doi : 10.1016/0960-9822(91)90214-h. PMID  15336149. S2CID  35790897.
  50. ^ Шарп П.А. (1991).«Пять простых частей». (роль РНК-катализа в клеточных процессах)». Science . 254 (5032): 663–664. doi :10.1126/science.1948046. PMID  1948046. S2CID  508870.
  51. ^ Иримия М. и Рой СВ. (2014). «Происхождение сплайсосомных интронов и альтернативный сплайсинг». Cold Spring Harbor Perspectives in Biology . 6 (6): a016071. doi :10.1101/cshperspect.a016071. PMC 4031966. PMID  24890509 . 
  52. ^ Родригес-Треллес Ф., Таррио Р., Айала Ф. Дж. (2006). «Происхождение и эволюция сплайсосомных интронов». Annual Review of Genetics . 40 : 47–76. doi : 10.1146/annurev.genet.40.110405.090625. PMID  17094737.
  53. ^ Mourier T, Jeffares DC (май 2003 г.). "Потеря интронов у эукариот". Science . 300 (5624): 1393. doi :10.1126/science.1080559. PMID  12775832. S2CID  7235937.
  54. ^ Рой SW, Гилберт W (март 2006 г.). «Эволюция сплайсосомных интронов: закономерности, головоломки и прогресс». Nature Reviews. Genetics . 7 (3): 211–221. doi :10.1038/nrg1807. PMID  16485020. S2CID  33672491.
  55. ^ de Souza SJ (июль 2003 г.). «Возникновение синтетической теории эволюции интронов». Genetica . 118 (2–3): 117–121. doi :10.1023/A:1024193323397. PMID  12868602. S2CID  7539892.
  56. ^ Lynch M (апрель 2002 г.). «Эволюция интронов как популяционно-генетический процесс». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 99 (9): 6118–6123. Bibcode : 2002PNAS...99.6118L. doi : 10.1073/pnas.092595699 . PMC 122912. PMID  11983904 . 
  57. ^ Jeffares DC, Mourier T, Penny D (январь 2006 г.). «Биология приобретения и потери интронов». Trends in Genetics . 22 (1): 16–22. doi :10.1016/j.tig.2005.10.006. PMID  16290250.
  58. ^ Jeffares DC, Penkett CJ, Bähler J (август 2008 г.). «Быстро регулируемые гены бедны интронами». Trends in Genetics . 24 (8): 375–378. doi :10.1016/j.tig.2008.05.006. PMID  18586348.
  59. ^ Castillo-Davis CI, Mekhedov SL, Hartl DL, Koonin EV, Kondrashov FA (август 2002 г.). «Отбор коротких интронов в высокоэкспрессируемых генах». Nature Genetics . 31 (4): 415–418. doi :10.1038/ng940. PMID  12134150. S2CID  9057609.
  60. ^ abc Bonnet A, Grosso AR, Elkaoutari A, Coleno E, Presle A, Sridhara SC и др. (август 2017 г.). «Интроны защищают эукариотические геномы от генетической нестабильности, связанной с транскрипцией». Molecular Cell . 67 (4): 608–621.e6. doi : 10.1016/j.molcel.2017.07.002 . PMID  28757210.
  61. ^ Parenteau J, Maignon L, Berthoumieux M, Catala M, Gagnon V, Abou Elela S (январь 2019). «Интроны — медиаторы клеточного ответа на голодание». Nature . 565 (7741): 612–617. Bibcode :2019Natur.565..612P. doi :10.1038/s41586-018-0859-7. PMID  30651641. S2CID  58014466.
  62. ^ Рогозин ИБ, Кармель Л , Чурос М, Кунин ЕВ (апрель 2012 г.). "Происхождение и эволюция сплайсосомных интронов". Biology Direct . 7 : 11. doi : 10.1186/1745-6150-7-11 . PMC 3488318. PMID  22507701 . 
  63. ^ Derr LK, Strathern JN (январь 1993). "Роль обратных транскриптов в конверсии генов". Nature . 361 (6408): 170–173. Bibcode :1993Natur.361..170D. doi :10.1038/361170a0. PMID  8380627. S2CID  4364102.
  64. ^ abcd Yenerall P, Zhou L (сентябрь 2012 г.). «Определение механизмов приобретения интронов: прогресс и тенденции». Biology Direct . 7 : 29. doi : 10.1186/1745-6150-7-29 . PMC 3443670. PMID  22963364 . 
  65. ^ ab Gozashti L, Roy S, Thornlow B, Kramer A, Ares M, Corbett-Detig R (ноябрь 2022 г.). «Транспозируемые элементы управляют приобретением интронов у различных эукариот». PNAS . 119 (48): 48. Bibcode :2022PNAS..11909766G. doi : 10.1073/pnas.2209766119 . PMC 9860276 . PMID  36417430. 
  66. ^ Chalamcharla VR, Curcio MJ, Belfort M (апрель 2010 г.). «Ядерная экспрессия интрона группы II согласуется с происхождением сплайсосомных интронов». Genes & Development . 24 (8): 827–836. doi :10.1101/gad.1905010. PMC 2854396 . PMID  20351053. 
  67. ^ Cech TR (январь 1986). «Общность самосплайсинга РНК: связь со сплайсингом ядерной мРНК». Cell . 44 (2): 207–210. doi :10.1016/0092-8674(86)90751-8. PMID  2417724. S2CID  11652546.
  68. ^ Dickson L, Huang HR, Liu L, Matsuura M, Lambowitz AM, Perlman PS (ноябрь 2001 г.). «Ретротранспозиция интрона дрожжевой группы II происходит путем обратного сплайсинга непосредственно в эктопические сайты ДНК». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 98 (23): 13207–13212. Bibcode : 2001PNAS...9813207D. doi : 10.1073/pnas.231494498 . PMC 60849. PMID  11687644 . 
  69. ^ Hellsten U, Aspden JL, Rio DC, Rokhsar DS (август 2011 г.). «Сегментная геномная дупликация генерирует функциональный интрон». Nature Communications . 2 : 454. Bibcode :2011NatCo...2..454H. doi :10.1038/ncomms1461. PMC 3265369 . PMID  21878908. 

Внешние ссылки

Найдите слово «интрон» в Викисловаре, бесплатном словаре.