Сплайсинг
Сплайсинг — один из ярких примеров генной инженерии, осуществляемой природой. В некоторых генах, имеющих несколько интронов, возможен альтернативный сплайсинг, что приводит к синтезу белковых изоформ — различных пептидов, закодированных одним геном (см. обзор Andreadis et al, 1987). Выбор способа сплайсинга определяется белковыми факторами, причем альтернативными могут быть 5'- или 3 '-концы интрона. К примеру, ген кальцитонина крысы, содержащий два неко-дирующих и четыре кодирующих экзона, а также пять интронов, по-разному экспрессируется в различных тканях. В щитовидной железе он обеспечивает синтез гормона кальцитонина, регулирующего содержание в организме кальция, а в мозговых клетках обусловливает образование нейропептида CGRP (calcitionin gene related protein). Способность гена кальцитонина к дифференцированной экспрессии определяется альтернативным сплайсингом. Благодаря ему из пре-мРНК образуются два мРНК, имеющих общие 5'- и разные 3'-концы. Эти мРНК обеспечивают синтез двух пептидов, из которых в результате процессинга формируются активные гормоны — каль-цитонин и нейропептид CGRP.
К редким случаям сплайсинга относится межмолекулярный, или транс-сплайсинг. Он обнаружен у некоторых видов трипано-сом и нематод, а также у человека. Например, многие мРНК три-паносом имеют одинаковую 5 '-лидерную последовательность, состоящую из 35 нуклеотидных остатков. Эта последовательность не кодируется индивидуальными генами, а присоединяется к их мРНК путем сплайсинга со специальным типом РНК, которые являются донорами 5' -экзонов.
Соединение белок-кодирующих сегментов из прерывных генов может происходить не только путем сплайсинга. Известны случаи, когда сборка кодирующей части гена осуществляется на уровне ДНК. Это один из механизмов необратимой дифференци-ровки клеток. Так, например, формируются гены иммунной системы у позвоночных, в частности гены иммуноглобулинов. Задача обеспечения синтеза десятков миллионов разнообразных антител в природе решается путем образования генов легких и тяжелых цепей иммуноглобулинов из комбинаций нескольких тысяч определенных генных сегментов. В этот процесс равный вклад вносят внутримолекулярные сайт-специфические рекомбинации между генными сегментами на уровне ДНК и сплайсинг.