Алтернативното снаждане е неразделна част от биологичното разнообразие. Различни видове използват тези механизми, за да изпълняват регулаторни функции. Основното предимство на сплайсинга е, че множество протеини могат да се образуват от един ген чрез сплайсинг на интрони и екзони. Тези механизми обаче могат да причинят и различни заболявания, ако не се регулират. Най-често срещаните механизми са прескачане на екзон, взаимно изключващи се екзони, алтернативни акцепторни сайтове, алтернативни донорни сайтове и задържане на интрон.
Основно разбиране за алтернативното снаждане
•••Comstock / Comstock / Getty Images
Не е пресилено да се каже, че без алтернативно снаждане биологичното разнообразие не би било възможно. Алтернативното сплайсинг може да произведе множество протеини от един ген. Тази гъвкавост позволява на един и същ ген да допринася за различни черти. Това е възможно поради екзони, които представляват участъци от нуклеотиди, които остават в РНК продукта, и интрони, които се отстраняват чрез снаждане на РНК. Има много начини на алтернативно снаждане, които допринасят за биологичното разнообразие в еукариотите. Активатори, като стартовия кодон AUG, в мястото на снаждане насърчават снаждането. Тези механизми варират във всяка ситуация и се смята, че регулират клетъчните функции въз основа на определени условия. Неправилното снаждане обаче може да допринесе и за различни заболявания, включително рак.
Прескачане на Екзон
•••Comstock Images / Comstock / Getty Images
Този механизъм е известен също като касетен екзон, където екзон се снажда от гена по време на транскрипцията. Пример може да бъде генът dsx в D. melanogaster (плодова муха). Мъжете имат екзони 1, 2, 3, 5 и 6, докато жените имат 1, 2, 3 и 4. Сигнал на полиаденилиране в екзон 4 кара транскрипцията да спре в този момент. Екзон 4 се добавя към женските поради един от активаторите, присъстващ само при жените, но не и при мъжете.
Взаимно изключителни екзони
•••Томас Норткът / Lifesize / Гети изображения
В случай на взаимно изключващи се екзони, само един от двата последователни екзона се запазва по време на транскрипцията. Пример за това е регулирането на екзони 8а и 8 в CaV1.2 калциевите канали. При синдрома на Тимоти алтернативните форми на тези два екзона могат да доведат до различни симптоми на заболяването, което причинява нарушаване на калциевата хомеостаза, необходима за мускулна контракция. И двата екзона обаче не могат да съществуват при пациенти; само един от тях се транскрибира, въпреки че и двата присъстват в гена.
Алтернативни 3 ’сайтове за приемане
•••Comstock / Comstock / Getty Images
Използва се съединителната връзка в края на 3 ’, променяйки границата на 5’ на долния поток екзон. Пример е активаторният протеин Transformer (Tra), присъстващ при жени от D. melanogaster (плодова муха). Оригиналният ген за Tra съдържа две акцепторни места, където генът може да се раздели по време на транскрипция. Мъжете използват горния акцепторен сайт, който включва ранен стоп кодон. Това образува нефункционален протеин. Женските използват приемния сайт надолу по веригата, което кара стоп кодона да бъде изрязан като част от интрона, образувайки функциониращ Tra протеин.
Алтернативни 5 ’донорски сайтове
•••Comstock Images / Comstock / Getty Images
Използва се съединителната връзка на 5 ’, променяща границата на 3’ на горния екзон. Докато алтернативните акцепторни сайтове водят до малки вариации в протеиновите последователности, алтернативният донор сайтове могат да доведат до драстични разлики в последователността и структурата на протеини, тъй като това може да причини смяна на рамки. Пример може да бъде алтернативното донорно сплайсинг на гена BTNL2. Използването на горното място, вместо на долното място, води до съкратен протеин без С-крайния IgC домен или трансмембранната спирала. Това води до предразположение към хронично възпалително заболяване.
Задържане на интрон
•••Ablestock.com/AbleStock.com/Getty Images
Подобно на пропускането на екзон, екзонът се задържа в иРНК, но за разлика от пропускането на екзон, екзонът не е обграден от интрони. Ако наистина съществуват интрони, те често се кодират в кодиращите региони сред близките аминокиселини чрез екзони, стоп кодона или изместване в рамката за четене, причиняващо протеина да се превърне нефункционален. Това е най-рядко срещаният механизъм на алтернативно снаждане.