Molti geni eucariotici hanno la possibilità di andare incontro a fenomeni di splicing alternativo. Un esempio è il gene della α-tropomiosina che presenta isoforme diverse a seconda del tipo di cellula in cui è espresso.
Come avviene lo splicing-alternativo?
Lo splicing alternativo può avvenire per salto di un esone o per selezione di un sito criptico di splicing, per cui viene escissa una parte dell’esone.
Splicing alternativo: funzioni
Lo splicing alternativo gioca un ruolo importante nell’apoptosi, nello sviluppo delle terminazioni neuronali ed in altri processi fisiologici. Ma l’introduzione di un sito di splicing alternativo come conseguenza di una mutazione può indurre anche a malattia, un esempio è la β-talassemia o anemia mediterranea. In questo caso il gene che codifica per la catena β dell’emoglobina, che normalmente presenta tre esoni e due introni, codifica solamente per due esoni, il primo e l’ultimo. La proteina che ne deriva è più corta e non riesce a svolgere appieno le sue funzioni.
Un altro esempio è nel gene della Caspasi 2; in questo caso lo splicing alternativo permette di ottenere due forme m-RNA dal gene, e quindi due forme di Caspasi, una lunga e una corta. Tra l’esone 9 e l’esone 10 esiste una sequenza, denominata In 100, che può essere riconosciuta dalla RNP U2 e dalla PTB. Se la PTB si lega alla sequenza In 100 l’esone 9 viene incluso, se la proteina non si lega l’esone 9 viene escisso con i due esoni. Questo meccanismo viene regolato dalle proteine SR e hnRNP: la proteina SR favorisce la Casp2L, senza l’esone 9, pro-apoptica; mentre la hnRNP favorisce la Casp2S, con l’esone 9, anti-apoptica.
Lo splicing alternativo e le tre forme diverse di proteine (m-RNA)
La chinasi calcio-cal-modulina dipendente ha numerosi esoni e introni. Attraverso lo splicing alternativo si possono produrre tre forme diverse di m-RNA e quindi tre forme diverse di proteina:
- Se avviene la delezione dell’esone 14 si ha la forma IIδA, detta anche isoforma neuronale perché si ritrova nei neuroni e nelle fibre muscolari striate, localizzata a livello dei sarcomeri;
- Se viene mantenuto l’esone 14 e rimossi gli esoni 15 e 16 si ha l’isoforma δB, localizzata a livello nucleare;
- Se vengono rimossi gli esoni 14, 15 e 16 si ha l’isoforma δC, localizzata a livello delle fibre muscolari cardiache. A livello cardiaco durante la vita embrionale e fetale si ha l’espressione di tutte le isoforme della CaMKII, dopo la nascita si perde l’espressione dell’isoforma δA; se per qualche difetto viene conservata l’espressione di questa isoforma si hanno anomalie nello sviluppo del cuore, con conseguenze patologiche.
Durante il passaggio attraverso il poro il m-RNA mantiene le proteine che si legano al cappuccio (CBC), alcune proteine hnRNP e le proteine che si legano alla coda, mentre perde le altre proteine come i fattori di esportazione dell’rna e le proteine SN. Una volta nel citoplasma, le proteine CBC si dissociano e vengono sostituite dai fattori d’inizio per la sintesi proteica (eIF-4G e eIF-4E).
Negli eucarioti anche i geni che codificano per r-RNA e t-RNA presentano esoni e introni.
