PL EN


Preferences help
enabled [disable] Abstract
Number of results
Journal
2015 | 64 | 1 | 21-29
Article title

Współczesne spojrzenie na proces splicingu oraz mechanizmy jego regulacji

Authors
Content
Title variants
Languages of publication
PL EN
Abstracts
PL
W komórkach eukariotycznych wiele genów transkrybowanych jest w postaci prekursorowego mRNA zawierającego sekwencje kodujące (eksony) i niekodujące (introny), które zostają wycięte w procesie splicingowym, dostarczając kompletnej matrycy do syntezy białka. Komórka dysponuje dwoma rodzajami splicingu: konstytutywnym oraz alternatywnym, w trakcie którego część intronów pozostaje w mRNA. Splicing umożliwia zatem otrzymanie wielu mRNA z jednego genu. Proces splicingowy jest wieloetapowy i pełni w komórce liczne funkcje. Z tego powodu musi być ściśle kontrolowany. Błędy pojawiające się w czasie splicingu mogą wpływać w negatywny sposób na metabolizm komórki, apoptozę i cykl komórkowy, w niektórych przypadkach indukując także proces nowotworzenia. Regulacja splicingu odbywa się w sposób bezpośredni poprzez modyfikację aktywności katalitycznej białek regulatorowych z rodziny białek Sr i hnRNP na drodze fosforylacji/defosforylacji oraz zmianę stężenia ATP i ATPaz Prp, które niezbędne są dla powstania zmian konformacyjnych w kompleksach spliceosomalnych. Regulacja pośrednia oparta jest na dostępności cząsteczek snRNP oraz utrzymaniu integralności oraz funkcjonalności ciał Cajala, które biorą udział w biosyntezie snRNP. Właściwa integralność ciał Cajala utrzymywana jest poprzez wzajemne interakcje pomiędzy koiliną, białkami rdzeniowymi Sm oraz kompleksem SMN, których aktywność modyfikowana jest na drodze fosforylacji i symetrycznej dimetylacji argininy.
EN
In eukaryotic cells many gens are transcribed in the form of pre-mRNA containing coding (exon) and non-coding (intron) sequences. In the splicing process, introns are removed and exons ligated providing thus complete template for protein translation. Despite constitutive splicing there occurs also an alternative splicing within which not all introns are taken out. Splicing leads thus to production of multiple copies of mRNA from a single gene. The splicing as a multi-functional and step-wise process needs to be tightly regulated. Many cellular malfunction are effected by errors occurring during constitutive and alternative splicing. These malfunctions encompass metabolism, apoptosis and cell cycle control; in some cases they may lead to cancerogenesis. Splicing could be regulated directly by modifying activity of splicing factors such as SR proteins and RNA-binding proteins (RBPs) by phosphorylation/dephosphorylation and changes in concentration of ATP and ATP-ases Prp involved into conformational changes in of spliceosomal complexes. Indirect pathway of splicing regulation is based on accessibility of snRNP particles and control of the integrity and functionality of Cajal bodies (CB) participating in snRNP biogenesis. The integrity of CB is maintained by mutual interactions between SMN complex, coilin protein and core proteins Sm, the activity of whitch activity is regulated by phosphorylation and symmetrical arginine dimethylation.
Keywords
Journal
Year
Volume
64
Issue
1
Pages
21-29
Physical description
Dates
published
2015
References
  • Boisvert F. M., Côté J., Boulanger Ch. M., Cléroux P., Bachand F., Autexier Ch., Richard S., 2002. Symmetrical dimethylarginine methylation is required for the localization of SMN in Cajal bodies and pre-mRNA splicing. J. Cell Biol. 159, 957-969.
  • Broome H. J., Zunamys I. Carrero, Douglas H. E., Hebert M. D., 2013. Phosphorylation regulates coilin activity and RNA association. Biolo. Open 2, 407-415.
  • Carrero Z. I., Venkatramreddy V., Douglas H. E., Hebert M. D., 2011. Coilin phosphomutants disrupt Cajal body formation, reduce cell proliferation and produce a distinct coilin degradation product. Public Library Sci. 6, e25743.
  • Dundr M., Misteli T., 2010. Biogenesis of Nuclear Bodies. Cold Spring Harbor Perspect. Biol. 2, a000711.
  • Feng Y., Chen M., Manley J. L., 2008. Phosphorylation switches the general splicing repressor SRp38 to a sequence-specific activator. Nat. Struct. Mol. Biol. 15, 1040-1048.
  • Friesen W. J., Wyce A., Paushkin S., Abel L., Rappsilber J., Mann M., Dreyfuss G., 2002. A novel WD repeat protein component of the methylosome binds Sm proteins. J. Biol. Chem. 277, 8243-8247.
  • Gary J. D., Clarke S., 1998. RNA and protein interaction modulated by protein arginine methylation. Molecular Biology Instutute and Department of Chemistry and Biochemistry, University of California, Los Angeles.
  • Gonsalvez G. B., Tian L., Ospina J. K., François-Michel Boisvert, Lamond A I., Matera A G., 2007. Two distinct arginine methyltransferases are required for biogenesis of Sm-class ribonucleoproteins. J. Cell Biol. 178, 733-740.
  • Guil S., Long J. C., C´aceres J. F., 2006. HnRNP A1 relocalization to the stress granules reflects a role in the stress response. Mol. Cell. Biol. 26, 5744-5758.
  • Hoskins A. A., Moore M. J., 2009. The spliceosome: a flexible, reversible macromolecular machine. Trends Biochem. Sci. 37, 179-188.
  • Huang Y., Yario T. A., Steitz J. A., 2004. A molecular link between SR protein dephosphorylation and mRNA export. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 101, 9666-9670.
  • Izaurralde, E., Lewis J., Gamberi C., Jarmolowski A., McGuigan C., Mattaj I. W., 1995. A cap-binding protein complex mediating U snRNA export. Nature 376, 709-712.
  • Kitao S.,Segref A., Kast J, Wilm M., Mattaj I. W., Ohno M., 2008. A compartmentalized phosphorylation/dephosphorylation system that regulates U snRNA export from the nucleus. Mol. Cell. Biol. 28, 487-497.
  • Koodathingal P., Piccirilli J. A., Staley J. P., 2010. The DEAH box ATPases Prp16 and Prp43 cooperate to proofread 5' splice site cleavage during pre-mRNA splicing. Mol. Cell 39, 385-395.
  • Lai M.-C., Lin R.-I., Tarn W.-Y., 2001. Transportin-SR2mediates nuclear import of phosphorylated SR proteins. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 98, 10154-10159.
  • Lukong K. E., Larocque T., Tyner A. L., Richard S., 2005. Tyrosine phosphorylation of Sam68 by breast tumor kinase regulates intranuclear localization and cell cycle progression. J. Biol. Chem. 280, 38639-38647.
  • Makarov V., Rakitina D., Protopopova A., Yaminsky I., Arutiunian A., Love A. J., Taliansky M., Kalinina N., 2013. Plant Coilin: Structural Characteristics and RNA-Binding Properties. Public Library Sci. 8, e53571.
  • Manceau V., Swenson M., Le Caer J. -P., A. Kielkopf S. C. L., Maucuer A., 2006. Major phosphorylation of SF1 on adjacent Ser-Pro motifs enhances interaction with U2AF65. FEBS J. 273, 577-587.
  • Mayas R. M., Hiroshi M., Staley J. P., 2010. Spliceosome discards intermediates via the DEAH box ATPase Prp43p. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 107, 10020-10025.
  • Minn A. J., Boise L. H., Thompson C. B., 1996. Bcl-x Antagonizes the Protective Effects of BCL-x. J. Biol. Chem. 271, 6306-6312.
  • Misteli T., C´aceres J. F., Clement J. Q., Krainer A. R., Wilkinson M. F., Spector D. L., 1998. Serine phosphorylation of SR proteins is required for their recruitment to sites of transcription in vivo. J. Cell Biol. 143, 297-307.
  • Ohno M., Kataoka N., Shimura Y., 1990. A nuclear cap binding protein from HeLa cells. Nucl. Acids Res. 18, 6989-6995.
  • Ohno M., Segref A., Bachi A., Wilm M., Mattaj I. W., 2000. PHAX, a mediator of U snRNA nuclear export whose activity is regulated by phosphorylation. Cell 101, 187-198.
  • Paronetto M. P., Achsel T., Massiello A., Chalfant C. E., Sette C., 2007. The RNA-binding protein Sam68 modulates the alternative splicing of Bcl-x. J. Cell Biol. 176, 929-939.
  • Sanford J. R., Ellis J. D., Cazalla D., C´aceres J. F., 2005. Reversible phosphorylation differentially affects nuclear and cytoplasmic functions of splicing factor 2/alternative splicing factor. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 102, 15042-15047.
  • Smoliński D. J., Wróbel B., Zienkiewicz K., Niedojadło J., 2003. Organizacja systemu splicingowego w komórkach linii generatywnej. Kosmos 52, 481-492.
  • Solier S., Logette E., Desoche L., Solar E., Corcos L., 2005. Nonsense-mediated mRNA decay among human caspases: the caspase-2S putative protein is encoded by an extremely short-lived mRNA. Cell Death Different. 12, 687-689.
  • Steitz J. A., DreyfussG., Krainer A. R., Lamond A. I., Matera A. G., Padget R. A., 2008. Where in the cell is the minor spliceosome? Proc. Natl. Acad. Sci. USA 105, 8485-8486.
  • Takata H., Nishijima H., Maeshima K., Shibahara K., 2011. The integrator complex is required for integrity of Cajal bodies. J. Cell Sci. 125, 166-175.
  • Toyota C. G., Davis M. D., Cosman A. M., Hebert M. D., 2010. Coilin phosphorylation mediates interaction with SMN and SmB'. Chromosoma 119, 205-215.
  • Van Oordt W. V. D. H., Diaz-Meco M. T., Lozano J., Krainer A. R., Moscat J., C´aceres J. F., 2000. The MKK(3/6)-p38- signaling cascade alters the subcellular distribution of hnRNP A1 andmodulates alternative splicing regulation. J. Cell Biol. 149, 307-316.
  • Yean S. L, Lin R. J., 1991. U4 small nuclear RNA dissociates from a yeast spliceosome and does not participate in the subsequent splicing reaction. Mol Cell Biol. 11, 5571-5577.
  • Yu M. C., 2011. The role of protein arginine methylation in mRNP dynamics. Mol. Biol. Internat. 2011, 1-10.
Document Type
Publication order reference
YADDA identifier
bwmeta1.element.bwnjournal-article-ksv64p21kz
Identifiers
JavaScript is turned off in your web browser. Turn it on to take full advantage of this site, then refresh the page.