Spleißung

Spleißung, auch Spleißen genannt, ist ein zentraler Prozess der posttranskriptionalen Verarbeitung der mRNA in Eukaryoten. Durch die Spleißung werden nichtkodierende Introns aus dem prä-mRNA-Transkript entfernt und die kodierenden Exons miteinander verbunden, wodurch eine reife mRNA entsteht, die in ein Protein übersetzt wird.

Mechanismus und Akteure: Die Mehrzahl der Spleißungen erfolgt durch das Spliceosom, einen Komplex aus snRNA-Komponenten und Proteinen. Er erkennt 5'-Spleißstelle, Verzweigungsstelle (Branch Point) und 3'-Spleißstelle. Über zwei Transesterifizierungsreaktionen entsteht eine lariat-förmige Verzweigungsstruktur, und die Exons werden miteinander verbunden. Es gibt auch ribozymatische, selbst-spaltende Introns (Gruppen-I- und II-Introns) in bestimmten Organismen. Die Spleißreaktion wird durch Sequenzsignale sowie trans-aktive Faktoren wie SR-Proteine und hnRNPs reguliert und oft ko-transkriptionell durchgeführt.

Alternative Spleißung und Regulation: Viele Gene weisen alternatives Spleißen auf, wodurch aus einer prä-mRNA mehrere mRNA-Varianten und damit verschiedene Proteinisoformen entstehen. Die Wahl der Spleißstellen wird durch zelltypspezifische Faktoren, Entwicklungsstadien und äußere Signale beeinflusst, was maßgeblich zur Proteindiversität beiträgt.

Bedeutung und Auswirkungen: Spleißung erhöht die Komplexität des Proteoms und ist wesentlich für korrekte Genexpression. Fehlregulation oder Mutationen bei Spleißsignalen können zu Erkrankungen wie bestimmten Krebsarten, spinaler Muskelatrophie oder Netzhauterkrankungen beitragen. Therapeutische Ansätze nutzen antisense Oligonukleotide, um Spleißmuster gezielt zu beeinflussen. In Prokaryoten fehlen typischerweise Introns und damit die klassische Spleißung.