splicing

splicing

Processo di trasformazione (maturazione) di una molecola di RNA mediato dalla rimozione di alcune sequenze (introni) e dall’unione di quelle rimanenti con formazione di un RNA maturo per le successive funzioni (in partic., per la traduzione, nel caso dell’mRNA). Lo s. riguarda sia i tRNA, sia gli rRNA che, soprattutto, gli mRNA. Il trascritto primario di ogni gene che codifica una proteina (pre-mRNA) ha infatti la stessa organizzazione del gene stesso. Esso contiene brevi tratti di RNA codificanti i polipeptidi (esoni) intervallati da lunghe regioni, spesso con funzione regolativa, non codificanti (introni). Un tipico gene di mammifero è distribuito su 16 kb di cui solo una piccola parte codificante; a seguito della rimozione degli introni, l’mRNA ha una lunghezza media di circa 2,2 kb. Lo s., insieme ad altre modificazioni degli RNA di nuova sintesi, ha luogo nel nucleo della cellula.

Meccanismo

Tutti gli introni, a eccezione di quelli dei pre-tRNA nucleari, sono rimossi da reazioni di transesterificazione. Negli eucarioti superiori, questo processo è messo in atto da un complesso enzimatico, denominato spliceosoma, composto da una serie di ribonucleoproteine. Esso riconosce brevi sequenze conservate e localizzate ai confini tra esoni e introni (per es., nel DNA sequenza GT… AG, nell’RNA sequenza GU… AG) e all’interno degli introni (sito di ramificazione). Questi siti di s. definiscono le estremità dell’introne in modo direzionale. Essi vengono denominati sito di s. 5'-donatore e sito 3'-accettore. Il primo taglio avviene al sito 5'-donatore, separando l’esone alla sua sinistra dall’introne alla sua destra. A questo punto, l’introne si ripiega a formare un cappio (lariato) grazie a un appaiamento di basi all’interno del sito di ramificazione. Il successivo secondo taglio al sito 3'-accettore induce il rilascio dell’introne a forma di cappio, mentre l’esone di sinistra viene saldato all’esone di destra. Questo secondo taglio e la saldatura avvengono in un’unica reazione coordinata. Un secondo meccanismo di s. riguarda gli introni dei pre-tRNA nucleari che sono invece processati da altri enzimi e con una diversa procedura.

Splicing alternativo

Oltre agli introni, si può avere l’escissione differenziale di alcuni esoni dall’mRNA. Tale processo rappresenta un esempio di regolazione genica che dà luogo a vari tipi di mRNA (detti varianti trascrizionali o isoforme) provenienti dallo stesso gene, che codificheranno conseguentemente vari tipi di proteine. Lo s. alternativo può essere costitutivo o regolato producendo proteine differenti in diverse condizioni o in diversi tessuti. Lo s. alternativo è caratteristicamente alterato in alcune patologie quali il cancro, dove si può avere la formazione di nuove varianti di mRNA, dovute al riconoscimento aberrante di false sequenze di splicing.