Ақпараттық дидактикалық блок

Альтернативтік сплайсинг 

Ядролық  а-РНҚ  процессингінің  негізгі  ерекшеліктерінің  бірі-гетерогендік  ядролық  РНҚ 

молекуласының  біреуінен  процессинг  нәтижесінде,  құрылымы  мен  қызметі  әр  түрлі 

бірнеше, жетілген, функциональды активті а-РНҚ молекулаларын түзуі мүмкін. 

Бұл құбылыс альтернативтік сплайсинг деп аталады. Оның мәні:  

1.  Интрондары қырқылып түскеннен кейінгі а-РНҚ-ғы қалған экзондар бір-бірімен түрлі 

үйлесімдермен, түрліше ретпен жалғануы мүмкін;  

2.  Пре-а-РНҚ-дағы нуклеотидтер жүйесі бір жағдайда интронды құраса, екінші жағдайда 

экзон болуы мүмкін: 

Көптеген    ізашар  аРНҚ  гендерінің  құрамында  ондаған,  одан  да  көп  экзондар  болады. 

Экзондардың көп болуы алуан түрлі жетілген а-РНҚ-ның түзілуіне мүмкіндік береді. 

Альтернативтік  сплайсинг  барлық  жасушаларда  байқалатын  құбылыс.  Бұл  құбылыстың 

нәтижесінде  түрлі  мүшелер  мен  ұлпаларда  онтогенездің  түрлі  кезеңдерінде  арнайы 

қызмет атқаратын алуан түрлі ақуыздың синтезделуін қамтамасыз етеді.  

         Альтернативтік сплайсинг құбылысы арнайы белоктардың активтілігіне негізделген. 

Бұл  белоктар пре-а-РНҚ  молекуласындағы  интрондары  бар  учаскелерімен  немесе  экзон-

интрон  шекараларымен  байланысып  бір  интрондардың  қырқылуын  тежеп,  екінші  бір 

интрондардың  алып  тасталуына  жағдай  туғызады.  Альтернативтік  слайсингтің  мысалы 

ретінде дрозофиланың Broad-Complex генін алайық. Бұл ген дәрнәсілдің ересек шыбынға 

айналуын  қамтамасыз  етеді.  Шыбынның  түрленіп  дамуы  осы  геннің  анықтауымен 

түзілетін  экдизон гормонымен  бақыланады.  Геннің  ұзындығы  120 мың жұп  нуклеотидке 

шамалас.  Бұл  гендегі  10  экзонның  түрлі  үйлесімдер  құрып  орналасуына  байланысты  15 

түрлі  а-РНҚ  синтезделеді.  А-РНҚ-лардың  әрқайсысы  нақты  жасушалар  тобында 

транскрипцияланады, және осы экзондардың саны мен үйлесім түрлері әр жасуша типінде 

түрліше болып ауытқиды. 

Эукариоттар  генінің  экзон-интрондық  құрылымы  альтернативтік  сплайсингтың  болуын 

ғана  емес,  сонымен  қатар  интрондардан  ерекше  кіші  ядролық  РНҚ-лардың  түзілуін 

қамтамасыз етеді. Мұндай кіші ядролық РНҚ-лар рибосомалардың түзілуіне қатынасады. 

Сонымен  қатар  ферменттер  тәрізді  әрекет  жасайтын  РНҚ-лар  да  болады.  Оларды 

рибозимдер  деп  атайды.  Рибозимдер  кірпікшелі  қарапайымдылар-Tetrahymena-ға 

жүргізілген  тәжірибелер  барысында  ашылған (Th.Cech,1982).  Рибозимдер  тек  басқа  РНҚ 

молекулаларына әсер етіп, про-а-РНҚ процессингін қамтамасыз етеді. 

А-РНҚ-ның екі типін ажыратады: 

1.  моноцистрондық  а-РНҚ-ДНҚ-ның  бір  цистронына  комплементарлы  кодондары  бар 

тізбек, бұл а-РНҚ-лардың ең көп бөлігін құрайды. 

2.  полицистрондық  а-РНҚ-ДНҚ-ның  бірнеше  аралас  цистрондарына  сай  ақпараты  бар 

тізбек. 

Мысалы, гистиндік белоктың метаболизміне 10-ға жуық арнайы ферменттер қатынасады. 

Осы  10  ферменттің  синтезі  жайлы  ақпарат  бір  ғана  полицистрондық  а-РНҚ-

молекуласында  жазылған.Прокариоттар  мен  эукариоттардың  ақпараттық  РНҚ-ның  өмір 

сүру  ұзақтығы  түрліше.  Көпшілік  прокариоттық  а-РНҚ  небәрі  бірнеше  минут  қана  өмір 

сүреді. (E.Coli –2 мин), ал эукариоттарда 1-4 сағат. Бірақ про-және эукариоттарда нуклеаза 

ферменттернің әсеріне тұрақты, ұзақ өмір сүретін а-РНҚ кездеседі. Мысалы Bacillus cerus 

бактериясының а-РНҚ-сы жасушада 6 сағатқа дейін тіршілігін жоймайды.  

Сүтқоректілердің  жетілмеген  эритроциттеріндегі  (ретикулоциттер)  а-РНҚ  алдымен 

ядроларда  синтезделіп,  соңынан  цитоплазмаға  өтеді.  Эритроциттердің  дамуының  соңғы 

кезеңдерінде  ядролары  бұзылады,  бірақ  олардың  а-РНҚ-сы  тіршілігін  жалғастырып 

гемоглобиннің  глобиндік  тізбектерінің  түзілуіне  қатынасады.  Сондай-ақ  сирек  жағдайда, 

жұмыртқа жасушаларындағы және өсімдік тұқымдарындағы а-РНҚ бірнеше айлар, кейде 

жылдар бойы тіршілігін сақтауға қабілетті келеді.  

Эукариоттық  жасушаларда  а-РНҚ-ның  мұндай  біршама  тұрақтылығы  кейбір  белоктарға 

байланысты іске асырылады.  

Бірқатар  ғалымдар  (Spirin,  Beltisina,  Leman,  1965;  Perry,  Kelley,  1968);  и  Henshaw,  1968 

кейбір эукариоттық жасушаларда а-РНҚ цитоплазмаға шықпай, белоктармен байланысқан 

күйде  ядрода  қалып  қоятынын  дәлелдеп  көрсеткен.  а-РНҚ-ақуыз  кешенін  Спирин 

«информосома»  деген  жаңа  терминмен  атауды  ұсынды.  Информосомалар  жасушалар 

тіршілігінде  трансляция  үдерісі  кідірген,  не  тоқтап  қалған  жағдайда  іске  қосылады. 

Мысалы, ұрықтың дамуында гендер активтілігі органогенездің соңғы кезеңдерінде көріне 

бастайды, сондықтан а-РНҚ информосомалар түрінде болып қызмет атқарады. 

Информосоманың ақуыздары а-РНҚ-ны рибонуклеаза ферменттерінің әсерінен қорғайды. 

Сонымен қатар бұл белоктар трансляция кезінде ақуыз биосинтезін бақылап дұрыс жүруін 

қамтамасыз етеді.  

Ашытқы  саңырауқұлағынан  бастап  омыртқалыларға  дейінгі  барлық  эукариоттарда 

сплайсинг  механизмінің  ұқсас  болуы  гетерогендік  ядролық  РНҚ-ларының  және  басқа  да 

компонентерінің  құрылысы  мен  қасиеттерінің  ұқсастығы  сплайсинг  құбылысының  тірі 

ағзалар  эволюциясының  ерте  кезеңдерінде  байқалып  қалыптасқанын  көрсетеді.  Геннің 

экзон интрондық құрылымы да ертеректегі феномен болып табылады.  

Мысалы, 

 

глюкозаның 

метаболизміне 

қатысатын 

глицеральдегид 

–3– 

фосфатдегидрогеназы  генінде    ядролық  және  өсімдіктің  хлоропластық  ДНҚ  бірдей 

бөлігінде    5  интроны  болады.  Хлоропластар  эволюцияда  бактериялардың  оқшауланған 

ядросы бар эукариоттық жасушалармен симбиозды тіршілік етуінен шыққан деп санайды.  

Сондықтанда  бұл  интрондар  арғы  тегі  эукариоттар  мен  оқшауланған  ядросы  жоқ 

прокариоттарда (бактерияларда) болған.  

Кіші  ядролық  РНҚ    цитоплазмаға  шыққаннан  кейін  5

/

-  ұшы  химиялық  модификация  

ұшырағаннан кейін ғана активтенеді. 

Қайта  түзілген  химиялық  топты,  метилденген  гуанинді  (Г)  ақуыздар  таниды.    Бұл 

ақуыздар құрамында білгілі бір аминқышқылдардың реті болады. Олар кіші ядролық РНҚ 

ақуыз  кешендерінің  цитоплазмадан  ядроға  өтуін  қамтамасыз  етеді.  Мұнда  цитоплазмада 

про- а-РНҚпроцессингіне және де басқада РНҚ типтерінің түзілуіне қатысады деген сөз.  

Ядролық  РНҚ    қайта  түзілуі  тек  процессингпен  ғана  шектелмейді.  Структуралық-

функциональдық ядролық РНҚ  қайта түзілуінде түзетулерде жүреді. 

Түзетулер РНҚ  нуклеотидтердің азоттық негіздерінің химиялық модификациясы кезінде 

жүреді  (мысалы,  аденозиннің  инозинге  айналуында).  Осындай  модификация  кезінде  сол 

кодонның    және    сол  кодонмен  анықталатын  аминқышқылдарының  мағанасы  өзгереді. 

Сонымен қатар  а-РНҚ қатарына уридилды  (У) нуклеотидтер де пайда болуы мүмкін. 

 Сондай  ядролық  РНҚ  химиялық  модификациясының  нәтижесінде  цитоплазмада  ДНҚ 

молекуласында (генде) жоқ триплетпен  кодталған аминқышқылы синтезделеді.