Transspleißen

2020-09-14T20:30:23Z

31.18.34.43: /* „Klassisches“ trans-Splicing in Trypanosomen und Nematoden */ "kürzlich" unpräzise Information und für Artikel nicht notwendig

Als '''Transspleißen''' wird das Zusammenfügen von Teilen verschiedener [[mRNA|RNA]]s bezeichnet.<ref name="Lasda">E. L. Lasda, T. Blumenthal: ''Trans-splicing.'' In: ''Wiley interdisciplinary reviews. RNA.'' Band 2, Nummer 3, 2011 May-Jun, S. 417–434, {{ISSN|1757-7012}}. {{DOI|10.1002/wrna.71}}. PMID 21957027.</ref> Im Gegensatz zum normalen cis-[[Spleißen (Biologie)|Splicing]] werden hier also Teile unterschiedlicher [[Ribonukleinsäure|RNAs]], die aber vom selben [[Gen]] stammen können, miteinander verknüpft. Das „klassische“ trans-Splicing tritt bei [[Trypanosomen]] und [[Fadenwürmer|Nematoden]] auf, daneben wurden einige Fälle von trans-Splicing beim Menschen entdeckt.

== „Klassisches“ trans-Splicing in Trypanosomen und Nematoden ==
[[Bild:Trans-splicing.jpg|thumb|400px|Übersicht über das [[Prozessierung|Prozessieren]] der [[prä-mRNA]] in Trypanosomen. Neben dem cis-Splicing (nur ein bekanntes [[Intron]], vgl. Text) tritt hier vor allem trans-Splicing auf, bei dem entweder ein so genanntes Mini-Exon der Spliced-Leader-RNA (SL-RNA) (als grauer Kasten dargestellt) mit einem Exon eines [[Polycistronische mRNA|polycistronischen Transkripts]] (bunte Kästen) verknüpft wird oder zwei prä-mRNAs vereint werden.<ref name="Lasda" /><ref>T. Horiuchi, T. Aigaki: ''Alternative trans-splicing: a novel mode of pre-mRNA processing.'' In: ''Biology of the cell / under the auspices of the European Cell Biology Organization.'' Band 98, Nummer 2, Februar 2006, S. 135–140, {{ISSN|0248-4900}}. {{DOI|10.1042/BC20050002}}. PMID 16417469.</ref> Hier werden also zwei unterschiedliche RNAs miteinander „in trans“ gespleißt, was für den ganzen Prozess namensgebend ist. Schließlich setzt die [[Polyadenylierung]] die fertige mRNA mit dem [[Polyadenylierung|Poly(A)-Schwanz]] (dargestellt als A(n)) frei.]]

[[Kinetoplastea|Kinetoplastida]], zu denen unter anderem die Erreger der Schlafkrankheit, Chagas-Krankheit und Nagana zählen, insbesondere ''Trypanosoma brucei brucei'', sind die klassischen Modellorganismen für das trans-Splicing im engeren Sinne. Diese Organismen produzieren bei der [[Transkription (Biologie)|Transkription]] ähnlich den [[Bakterien]] ein [[Polycistronische mRNA|polycistronisches Transkript]], aus dem einzelne [[Gen]]e durch das trans-Splicing freigesetzt werden. Diese Reaktion findet in einem speziellen Typ von [[Spliceosom]] statt, bei dem der U1-[[snRNA|snRNP]] durch den so genannten „Spliced-Leader“ (SL) snRNP ersetzt wird. Anders als die U1-[[snRNA]] wird die spliced-leader-RNA allerdings in der Splicing-Reaktion verbraucht, da ihr 5'-Ende ein Miniexon enthält, das zusammen mit dem [[Exon]] des polycistronischen Transkripts später die mRNA ausmacht (vergleiche nebenstehende Abbildung). Das Miniexon der SL-RNA enthält weiterhin das AUG-Startcodon, es ist also essentiell für eine vollständige mRNA mit korrektem ''open reading frame''.

Neben dem trans-Splicing wurde in Trypanosomen nur ein einziges „klassisches“ cis-Intron im Gen für die Poly-A-Polymerase entdeckt, was bedeutet, dass auch Trypanosomen einen U1-snRNP enthalten, jedoch nur in äußerst geringen Mengen.

Trans-Splicing im engeren Sinne wurde auch bei Nematoden und ''[[Ciona intestinalis]]'' beobachtet,<ref>T. Blumenthal: ''Trans-splicing and operons.'' In: ''WormBook : the online review of C. elegans biology.'' 2005, S. 1–9, {{ISSN|1551-8507}}. {{DOI|10.1895/wormbook.1.5.1}}. PMID 18050426.</ref> es fehlt jedoch in vielen anderen Organismen.

== Trans-Splicing im Menschen ==
Auch im Menschen wurden einige Fälle des trans-Splicings berichtet.<ref>R. H. Herai, M. E. Yamagishi: ''Detection of human interchromosomal trans-splicing in sequence databanks.'' In: ''Briefings in bioinformatics.'' Band 11, Nummer 2, März 2010, S. 198–209, {{ISSN|1477-4054}}. {{DOI|10.1093/bib/bbp041}}. PMID 19955235.</ref> Anders als bei Trypanosomen existiert hier jedoch kein Spliced-Leader-snRNP, also kein trans-Splicing im „klassischen“ Sinne. Vielmehr werden hier zwei prä-mRNAs des gleichen Gens miteinander prozessiert, die sich in allen bisher berichteten Fällen in ihrer Sequenz nicht voneinander unterscheiden (daher auch trans-Splicing, weil zwei unabhängige RNAs miteinander gespleißt werden). Dies resultiert in einer Duplikation eines Exons in der späteren mRNA. Allerdings tritt dieser Prozess im Menschen nur äußerst selten auf (aktuelle Zahlen sprechen von zwei „echten“ Beispielen, die nur mit 15 [[Expressed Sequence Tag|EST]]s in den Datenbanken zu finden sind), dennoch aber lösten die Berichte eine heiße Diskussion aus, ob unter Ausnutzung dieses Prozesses nicht Wege gefunden werden könnten, erblich bedingte Erkrankungen zu therapieren (erste Anstrengungen dazu wurden bereits beim [[Tau-Protein|Tau]]-Gen unternommen, das bei [[Demenz]]en wie der [[Alzheimer-Krankheit]] eine Rolle spielt). Auch hier findet sich aber – wie auch bei einer Vielzahl weiterer innovativer, aber auch bei lange bekannten Therapiestrategien – das Problem der ''delivery'' des ‚Wirkstoffs‘, der in diesem Fall eine RNA darstellt.

Auch in [[Cyanobakterien]] (vgl. Artikel [[Intein#Getrennte_Inteine|Intein]], letzter Absatz) spielt Transspleißen eine Rolle.

== Anwendungen ==
Transspleißen wird zur Behandlung von [[Gendefekt]]en ohne [[Gentherapie]] durch Korrektur der mRNA untersucht.<ref>T. Fiskaa, A. B. Birgisdottir: ''RNA reprogramming and repair based on trans-splicing group I ribozymes.'' In: ''New biotechnology.'' Band 27, Nummer 3, Juli 2010, S. 194–203, {{ISSN|1876-4347}}. {{DOI|10.1016/j.nbt.2010.02.013}}. PMID 20219714.</ref><ref>V. Wally, E. M. Murauer, J. W. Bauer: ''Spliceosome-mediated trans-splicing: the therapeutic cut and paste.'' In: ''[[Journal of Investigative Dermatology]].'' Band 132, Nummer 8, August 2012, S. 1959–1966, {{ISSN|1523-1747}}. {{DOI|10.1038/jid.2012.101}}. PMID 22495179.</ref>

== Literatur ==
* Y. Satou: ''Genomic overview of mRNA 5'-leader trans-splicing in the ascidian Ciona intestinalis.'' In: ''[[Nucleic Acids Research]].'' 34, 2006, S. 3378–3388, {{DOI|10.1093/nar/gkl418}}, {{PMC|1488885}}.

== Einzelnachweise ==
<references />

{{SORTIERUNG:Transspleissen}}
[[Kategorie:Genetik]]

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