közteskivágás* gene splicing, pre-mRNA splicing (elő-mRNS-kivágás) a génátíródást követő módosítás, az elő-mRNS (érett) mRNS-sé alakítása. Lényege az elő-mRNS közteseinek kivágása és a képezők egyesítése különböző változatokban; vagyis többféle érett mRNS (testvérmások, isoforms) keletkezhet, amelyekről más-más szerkezetű és tevékenységű fehérjék képződnek. Ez teszi lehetővé, hogy egyetlen génről többféle fehérje képződjék; ez a fehérjék sokféleségének egyik leggyakoribb kialakulási módja. Például az SLO génről 500 testvérmás keletkezhet. Az emberi DNS-ben ~20 000 fehérjét kódoló gén van, de >100 000-féle fehérje képződik. A közteskivágást az RNS-szike végzi, a sejtmagban megy végbe, és részese a génműködés szabályozásának. Hozzávetőlegesen az elő-mRNS-ek 90%-ában lejátszódik. Az esetek többségében a génátíródással egyidejűleg történik, a többiben utána, de még a sejtmagban. A kivágás a sejtműködés, az egész élet alapfolyamata. Az RNS-szike és kapcsolódó fehérjék hibái kétszáznál is több betegséget okoznak, rákképződést is. A daganatgátló és daganatserkentő gének részt vesznek az átíródást követő szabályozásokban, elősegítve a rák kialakulását, pl. a MYC átírásfehérje, amely gyakran hibás a ráksejtekben, közreműködik az elő-mRNS kivágásában.

A testvérmások többféleképpen jöhetnek létre:

- az összes köztes kivágásával, és a képezők hiánytalan egyesülésével,

- nem az összes köztes kivágásával,

- egy-egy képező vagy képezők részeinek kivágásával,

- ezek különböző változtatásával. (→elő-mRNS–mRNS átalakítás)

A közteskivágásnak két formája ismert: a teljes és a kiválasztó közteskivágás.

▪ A teljes közteskivágásban* (constitutive splicing) az adott génben található minden köztes kivágódik és valamennyi képező benn marad az érett mRNS-ben.

▪ Kiválasztó közteskivágáskor* (alternative splicing) egy adott köztes nem mindig vágódik ki; illetve egy adott képező nincs mindig jelen az érett mRNS-ben, ezért testvérmások keletkeznek.

Megkülönbeztetik még az eltérő kivágást, amely a szokványostól eltérő szerkezetű köztes kivágása, pl. az U12-es féle köztes U12-type intron – amelyben nincs 5’-vágáspont és A-elágazás – másként vágódik ki: sajátos, piciny RNS-szike* (minor spliceosome) távolítja el a köztest.

kiválasztó közteskivágás* alternative splicing (→közteskivágás)

közteskivágás folyamata vegyfolyamatok sorozata, az →RNS-szike* (spliceosome) végzi, szabályozók közreműködésével. Rendkívüli pontosságot igényel: egyetlen bázistévesztés súlyos következményekkel járhat; ezért szükséges a bonyolult összetételű RNS-szike, különben a kivágást egyetlen enzim is elvégezhetné. A kivágás öt lépésben megy végbe:

Első és második lépés: Először az U2 (U2snRNP) kapcsolódik az A-elágazáshoz. Az RNS-szike ennek alapján azonosítja a kivágandó részt, ezzel indul a folyamat. Az U2 törzsökös GTAGTA hatosa bázispárosodással társul az A-elágazással, amelynek törzsökös adenozinja ennek következtében előemelkedik. Az U2 társulásának hatására az U1 (U1snRNP) az 5’-kivágáspont GU bázisaival kötődik, majd (második lépés) az U4-, U5- és U6 kapcsolódik az U2- és U1-hez, áthidalva a köztük lévő távolságot. Az UsnRNP kapcsolódására az 5’-kivágáshely és az A-elágazás, főleg annak törzsökös adenozinja, közel kerül egymáshoz.

Harmadik lépés: Az 5’-kivágáshely és az A-elágazás közelkerülésével az U1 helyét az U6 foglalja el, az U1- és az U4 kilökődik. A széleket az U5 tartja össze, miközben az 5’-kivágáshelyhez bázispárosodással kapcsolt U6 szintén bázispárosodással fűződik az A-elágazó adenozinjával társult U2.

Negyedik lépés: Az 5’-kivágáshely elválasztása foszfodiészter-kötéssel jön létre: Az A-kivágáshely törzsökös adenozinjának 2. OH-csoportja kötődik 5’-kivágáshely guanin (G) foszfátjához 5’–2’ foszfodiészter kötéssel, aminek következtében felszakad a köztes és a képező közötti kötés; a kettő elválik egymástól – ezt a nemzetközi irodalomban first nucleophilic attack elnevezéssel illetik. Az 5’-vég visszahajolva elektronpárral kötődik az A-elágazóhoz, lasszó alakú képződményt létrehozva. Az 5’-képező 3’-végi OH-csoportja szabadon marad.

Ötödik lépés. Az 5’-képező 3’-végi szabad OH-csoportja kötődik a 3’-képező guanin foszfátjához (second nucleophilic attack); felszakad a köztes és a képező közötti kötés, a hurokalakú köztes elválik, és az enzimek lebontják. A fehérjeképezők egyesülnek 5’–3’ foszfodiészter kötéssel.

Összegezve a kivágás két észterkötéssel (transesterificacion) jön létre: az egyik a köztes 5’-vége és adenozinja közt, a másik a két fehérjeképező végei között.

közteskivágási szabályozók splicing regulatory elements közül a legjelentősebbek az RNS szabályozó bázissorai: azok a bázissorok (mintázatok, splicing code), amelyekhez RNS-kötő fehérjék (RBP-k) kapcsolódnak. A fehérjék a szabályozók, a bázissorok csak összekötik őket. A kapcsolódás versengő: vagy fokozó, vagy fékező társul.

közteskivágás-fokozó* intronic splice enhancer, ISE és közteskivágás-csillapító* intronic splice silencer, ISS. Az előbbihez a SR fehérjék, az utóbbihoz a hnRNP-k kötődnek. Pl. a sokpirimides szakaszt kötő fehérje* (polypyrimidine tract-binding protein, PTB), amely a sokpirimides bázissorhoz kötődik, és ezzel megakadályozza, hogy az RNS-szike kivágja az utána lévő fehérjeképzőt.

képezőkivágás-fokozó* exonic splice enhancer, ESE és képezőkivágás-csillapító* exonic splice silencer, ESS. A fokozókhoz az SR fehérjék, a csillapítókhoz hnRNP-k kapcsolódnak.

genes plicing, pre-mRNA splicing →közteskivágás