O splicing alternativo é um componente integral da biodiversidade. Várias espécies usam esses mecanismos para realizar funções regulatórias. A principal vantagem do splicing é que várias proteínas podem ser formadas a partir de um único gene por meio do splicing de íntrons e exons. No entanto, esses mecanismos também podem causar várias doenças se não forem regulamentados. Os mecanismos mais comuns são salto de exon, exons mutuamente exclusivos, sítios aceitadores alternativos, sítios doadores alternativos e retenção de íntrons.
Compreensão básica de emenda alternativa
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Não é exagero dizer que sem o splicing alternativo, a biodiversidade não seria possível. O splicing alternativo pode produzir várias proteínas de um único gene. Essa flexibilidade permite que o mesmo gene contribua para diferentes características. Isso é possível devido aos exons, que são trechos de nucleotídeos que permanecem no produto de RNA, e íntrons, que são removidos por meio de splicing de RNA. Existem muitos modos de splicing alternativo que contribuem para a biodiversidade em eucariotos. Ativadores, como o códon inicial AUG, no local de emenda promovem o splicing. Esses mecanismos variam em cada situação e são pensados para regular as funções celulares com base em condições particulares. No entanto, o splicing impróprio também pode contribuir para várias doenças, incluindo câncer.
Salto de Exon
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Esse mecanismo também é conhecido como exon de cassete, em que um exon é separado do gene durante a transcrição. Um exemplo seria o gene dsx em D. melanogaster (mosca da fruta). Os homens têm exões 1, 2, 3, 5 e 6, enquanto as mulheres têm 1, 2, 3 e 4. Um sinal de poliadenilação no exon 4 faz com que a transcrição pare nesse ponto. O Exon 4 é adicionado às mulheres por causa de um dos ativadores presentes apenas nas mulheres e não nos homens.
Exons mutuamente exclusivos
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No caso de exões mutuamente exclusivos, apenas um dos dois exões consecutivos é retido durante a transcrição. Um exemplo é a regulação dos exões 8a e 8 nos canais de cálcio CaV1.2. Na síndrome de Timothy, as formas alternativas desses dois exons podem levar a diferentes sintomas da doença, que causa interrupção da homeostase do cálcio necessária para a contração muscular. No entanto, ambos os exons não podem existir em pacientes; apenas um deles é transcrito, embora ambos estejam presentes no gene.
Locais Aceitadores Alternativos 3 '
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A junção de emenda na extremidade 3 'é usada, mudando o limite 5' do exon a jusante. Um exemplo é a proteína ativadora Transformer (Tra) presente em mulheres de D. melanogaster (mosca da fruta). O gene original para Tra contém dois sítios aceitadores onde o gene pode se dividir durante a transcrição. Os machos usam o site aceitador a montante, que inclui um códon de parada precoce. Isso forma uma proteína não funcional. As mulheres usam o sítio aceptor a jusante, que faz com que o códon de parada seja excisado como parte do íntron, formando uma proteína Tra funcional.
Locais doadores alternativos 5 '
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A junção de emenda no 5 'é usada, mudando o limite 3' do exon a montante. Enquanto os locais aceitadores alternativos levam a pequenas variações nas sequências de proteínas, os doadores alternativos locais podem levar a diferenças drásticas na sequência e estrutura da proteína, porque pode causar frameshifts. Um exemplo seria o splicing alternativo do local doador do gene BTNL2. O uso do local a montante, em vez do local a jusante, leva a uma proteína abreviada sem o domínio IgC C-terminal ou a hélice transmembrana. Isso resulta em predisposição para doenças inflamatórias crônicas.
Retenção de íntron
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Semelhante ao salto de exon, o exon é retido no mRNA, mas ao contrário do salto de exon, o exon não é flanqueado por íntrons. Se os íntrons existissem, eles são frequentemente codificados nas regiões codificantes entre os aminoácidos de por exons, o códon de parada ou uma mudança no quadro de leitura fazendo com que a proteína se torne não funcional. Este é o mecanismo menos comum de emenda alternativa.