Lo splicing alternativo è una componente integrale della biodiversità. Varie specie utilizzano questi meccanismi per svolgere funzioni normative. Il principale vantaggio dello splicing è che si possono formare più proteine ​​da un singolo gene attraverso lo splicing di introni ed esoni. Tuttavia, questi meccanismi possono anche causare varie malattie se lasciate non regolamentate. I meccanismi più comuni sono il salto dell'esone, esoni che si escludono a vicenda, siti accettori alternativi, siti di donatori alternativi e ritenzione introne.

Comprensione di base dello splicing alternativo

Non è un'esagerazione dire che senza alternative splicing, la biodiversità non sarebbe possibile. Lo splicing alternativo può produrre più proteine ​​da un singolo gene. Questa flessibilità consente allo stesso gene di contribuire a tratti diversi. Ciò è possibile a causa degli esoni, che sono tratti di nucleotidi che rimangono nel prodotto dell'RNA, e introni, che vengono rimossi attraverso lo splicing dell'RNA. Esistono molte modalità di splicing alternativo che contribuiscono alla biodiversità negli eucarioti. Gli attivatori, come il codone di inizio AUG, nel sito di splicing promuovono lo splicing. Questi meccanismi variano in ogni situazione e si pensa che regolino le funzioni cellulari in base a condizioni particolari. Tuttavia, lo splicing improprio può anche contribuire a varie malattie, incluso il cancro.

Exon Skipping

Questo meccanismo è anche noto come esone a cassetta, in cui un esone viene estratto dal gene durante la trascrizione. Un esempio potrebbe essere il gene dsx in D. melanogaster (moscerino della frutta). I maschi hanno esoni 1, 2, 3, 5 e 6 mentre le femmine hanno 1, 2, 3 e 4. Un segnale di poliadenilazione nell'esone 4 fa sì che la trascrizione si fermi in quel punto. L'esone 4 viene aggiunto alle femmine a causa di uno degli attivatori presenti solo nelle femmine e non nei maschi.

Esoni mutuamente esclusivi

Nel caso di esoni che si escludono a vicenda, solo uno dei due esoni consecutivi viene mantenuto durante la trascrizione. Un esempio è la regolazione degli esoni 8a e 8 nei canali di calcio CaV1.2. Nella sindrome di Timothy, le forme alternative di questi due esoni possono portare a diversi sintomi della malattia, che causano la rottura dell'omeostasi del calcio necessaria per la contrazione muscolare. Tuttavia, entrambi gli esoni non possono esistere nei pazienti; solo uno di essi è trascritto, sebbene entrambi siano presenti nel gene.

Siti alternativi 3 'Acceptor

La giunzione di splicing all'estremità 3' viene usata, cambiando il limite 5 'del Esone a valle. Un esempio è la proteina attivatore del trasformatore (Tra) presente nelle femmine di D. melanogaster (moscerino della frutta). Il gene originale di Tra contiene due siti accettori in cui il gene può dividere durante la trascrizione. I maschi usano il sito accettore upstream, che include un codone di stop anticipato. Questo forma una proteina non funzionale. Le femmine usano il sito dell'accettore a valle, che provoca l'escissione del codone di stop come parte dell'introne, formando una proteina Tra funzionante.

Alternativa 5 'Siti donatori

La giunzione di splicing al 5 'è usato, cambiando il limite 3' dell'esone a monte. Mentre i siti accettori alternativi portano a piccole variazioni nelle sequenze proteiche, i siti donatori alternativi possono portare a drastiche differenze nella sequenza e nella struttura proteica perché possono causare frameshift. Un esempio potrebbe essere lo splicing alternativo del sito del donatore del gene BTNL2. L'uso del sito a monte, invece del sito a valle, porta a una proteina abbreviata senza il dominio C-terminale IgC o l'elica transmembrana. Ciò si traduce in predisposizione alla malattia infiammatoria cronica.

Ritenzione introne

Simile all'esone che salta, l'esone viene trattenuto nell'mRNA, ma a differenza dell'esone che salta, l'esone non è affiancato da introni. Se gli introni esistevano, sono spesso codificati nelle regioni codificanti tra gli amminoacidi di close by esoni, il codone di stop o uno spostamento nel frame di lettura che fa sì che la proteina diventi non funzionale. Questo è il meccanismo meno comune di splicing alternativo.