剪接体

剪接体（spliceosome）是真核细胞核内的一种大型多组分核糖核蛋白复合体，主要负责将初级转录产物（pre-mRNA，前体mRNA）中的内含子（intron）移除，并将外显子（exon）连接成成熟的信使RNA（mature mRNA），以便用于翻译过程。剪接体是RNA剪接（RNA splicing）过程的核心机器。

1. 组成结构

剪接体的核心结构由以下几部分组成：

• 小核RNA（snRNA）：

  • 真核细胞中与剪接体相关的主要snRNA包括：U1、U2、U4、U5 和 U6；

  • 它们与特定蛋白质结合形成小核核糖核蛋白复合物（snRNPs）。

• snRNP（small nuclear ribonucleoproteins）：

  • 每个snRNP包含一个snRNA和多个特异结合蛋白；

  • 常用命名如：U1 snRNP、U2 snRNP等；

  • 除了snRNP，剪接体还包含上百种辅助蛋白（如SR蛋白和hnRNP）协助识别剪接位点并调节剪接效率。

• 非snRNP剪接因子：

  • 包括**SR蛋白（富丝氨酸/精氨酸）和hnRNP（异质核核糖核蛋白）**等；

  • 它们调节剪接选择性、增强子/抑制子的识别等。

2. 剪接过程

RNA剪接过程可概括为以下几个步骤：

1. 识别5'剪接位点（GU）：由U1 snRNP识别；

2. 分支点识别：U2 snRNP识别内含子中的分支点A；

3. 剪接体组装：U4/U6.U5三元复合物加入，与U1、U2一起组成活性剪接体；

4. 剪切第一步：5'端剪开，形成套索结构（lariat）；

5. 剪切第二步：剪除3'端内含子，并连接前后两个外显子；

6. 释放内含子并回收剪接体组分。

该过程称为双转酯反应（two-step transesterification），无需外部能量输入。

3. 剪接体类型

• 主要剪接体（major spliceosome）：

  • 使用U1、U2、U4、U5、U6；

  • 识别大多数（>99%）典型的GU-AG内含子；

• 次要剪接体（minor spliceosome）：

  • 使用U11、U12、U4atac、U6atac、U5；

  • 剪接少数AT-AC型内含子，功能类似但较罕见。

4. 生物学意义

• 选择性剪接（alternative splicing）：

  • 允许一个基因编码多个蛋白变体，是蛋白质多样性的重要来源；

  • 剪接体可通过识别不同增强子/抑制子来决定不同的剪接模式；

• 与疾病相关：

  • 剪接异常可导致遗传病（如脊髓性肌萎缩症、β地中海贫血）；

  • 多种癌症中存在异常剪接事件，剪接体组分也可成为抗癌靶点。

5. 小结

剪接体是一个高度动态的、分阶段组装的分子机器，是基因表达调控的重要环节。其精确运作对于产生正确的蛋白质序列至关重要，并参与复杂的细胞命运决定与疾病发生机制。