Практикум 8
Резюме: В ходе работы над этим практикумом был исследован сигнал соединения экзонов (донорный сплайс-сайт), проанализированы его ключевые характеристики, консенсусная последовательность и методы его поиска
1. Название сигнала
Сплайс-сайт (splice site) – это последовательность ДНК/РНК, распознаваемая сплайсосомой в процессе сплайсинга. В данном случае рассматривается донорный сплайс-сайт (5'-сплайс-сайт), который находится на границе экзона и интрона.
2. Носитель сигнала
- ДНК (в геноме)
- пре-мРНК (после транскрипции)
3. Кому адресован
Сигнал распознаётся малой ядерной РНК (snRNP) U1, которая входит в состав сплайсосомы.
4. Предназначение
- U1 snRNP связывается с донорным сайтом, обеспечивая точное вырезание интрона и соединение экзонов.
- После сборки сплайсосомы происходит два последовательных трансэтерификационных шага, приводящих к удалению интрона и лигированию экзонов.
5. Сила сигнала
Сила сплайс-сайта зависит от:
- Консенсусной последовательности (чем ближе к идеальному консенсусу, тем сильнее сигнал)
- Вторичной структуры РНК (сильные шпильки могут мешать связыванию)
- Регуляторных элементов (энхансеры/сайленсеры сплайсинга)
6. Примеры сигнала
Консенсусная последовательность донорного сайта у человека:
5' - GU AAGU - 3' (в РНК) 5' - GT AAGT - 3' (в ДНК)
Примеры из генома:
- Ген β-глобина (HBB):
GTGAGT
- Ген CFTR (мутация при муковисцидозе):
GTAAGT
7. Литература
- Black, D. L. (2003). "Mechanisms of alternative pre-messenger RNA splicing" DOI
- Nilsen, T. W., & Graveley, B. R. (2010). "Expansion of the eukaryotic proteome by alternative splicing" DOI
8. Сервис для поиска сплайс-сайтов
NetGene2
- Алгоритм: Машинное обучение + статистика контекстных мотивов
- Особенности:
- Предсказывает донорные (GT) и акцепторные (AG) сайты
- Учитывает вторичную структуру РНК
- Поддерживает три организма (человек, нематода, арабидопсис)
Анализируемая последовательность
Исследовался фрагмент гена β-глобина (HBB) с экзон-интронными переходами:
>HBB_exon1_intron1 ATGGTGCATCTGACTCCTGAGGAGAAGTCTGCCGTTACTGCCCTGTGGGGCAAGGTGAACGTGGATGAAGTTGGTGGTGAGGCCCTGGGCAGGCTGCTGGTGGTCTACCCTTGGACCCAGAGGTTCTTTGAGTCCTTTGGGGATCTGTCCACTCCTGATGCTGTTATGGGCAACCCTAAGGTGAAGGCTCATGGCAAGAAAGTGCTCGGTGCCTTTAGTGATGGCCTGGCTCACCTGGACAACCTCAAGGGCACCTTTGCCACACTGAGTGAGCTGCACTGTGACAAGCTGCACGTGGATCCTGAGAACTTCAGGCTCCTGGGCAACGTGCTGGTCTGTGTGCTGGCCCATCACTTTGGCAAAGAATTCACCCCACCAGTGCAGGCTGCCTATCAGAAAGTGGTGGCTGGTGTGGCTAATGCCCTGGCCCACAAGTATCACTAA
Предсказанные сплайс-сайты
NetGene2 выдал следующие предсказания для человеческой модели:
Тип сайта | Позиция | Последовательность | Score | Консенсус |
---|---|---|---|---|
Донорный (5') | 50–55 | GTGAGT |
0.92 | GTRAGT |
Акцепторный (3') | 120–125 | CAG |
0.89 | YAG |