剪接位點、分支點與套索(splice sites, branch point, lariat)
/ splyce sytes; branch point; LASS-oh (LARE-ee-at) /
如果說剪接是要以外科級的精度把內含子切下來,那麼細胞就需要清晰無誤的標記,告訴它:內含子從這裡開始、到這裡結束、繞著這個支點摺疊。這些標記就是剪接位點和分支點;而內含子在被切除時形成的那個奇特環狀結構,就叫套索——取自牛仔的繩套。
幾乎每個內含子的5'端都以兩個鹼基GU開頭(5'剪接位點,也叫供體位點),3'端都以兩個鹼基AG結尾(3'剪接位點,或受體位點)——這就是GU-AG規則。在那個3'端前面不遠處,坐著分支點,那是一個特定的腺嘌呤(A)核苷酸。剪接分兩步化學反應完成。第一步,那個分支點A的2'-OH去攻擊5'端的GU,在那裡把鏈切斷,並把內含子的前端反接到分支A上——這就把內含子彎成一個帶尾巴的閉合環,即套索。第二步,被釋放出的第一個外顯子的末端去攻擊3'端的AG,把內含子徹底切下來,並將兩個外顯子接合。內含子以套索的形式離開,隨後被解套並降解。
正是這些信號讓剪接如此精準——也正是它們讓剪接如此脆弱。一處毀掉某個GU或AG、或者在外顯子內部造出新的GU/AG的單點突變,都可能讓剪接體在錯誤的位置下刀。這類剪接位點突變是遺傳病的一大常被忽視的成因;一個離任何蛋白質編碼字母都很遠的鹼基改變,仍可能因為破壞了基因的剪接方式而毀掉這個基因。
示意地寫:外顯子1 | GU……(分支A)……AG | 外顯子2。第一步把5'端的GU繫到分支A上,形成套索環;第二步把外顯子1接到外顯子2上,並釋放出套索狀的內含子。
GU-AG兩端與內部的分支點A引導兩次切割;內含子以環狀的套索形式離開。
GU-AG規則覆蓋了絕大多數內含子,但並非絕對——有一類罕見的次要內含子使用AU-AC兩端,並由它自己的次要剪接體處理。分支點是通過一種不尋常的2'對5'鍵連接的,與普通的3'對5'骨架不同,正是這一點讓套索成為一個真正的環。