遺伝子発現とは、遺伝子の遺伝情報が機能性タンパク質のアミノ酸配列に転写される過程を指します。
DNAからRNAへの遺伝情報の流れは、転写によって起こる。
RNAは、翻訳によってポリペプチドのアミノ酸配列を生成するために解読される。
真核生物では、転写と翻訳の間に多くの段階を経て、遺伝子発現の制御が行われる。
一般に、真核生物の遺伝子は原核生物の遺伝子よりも複雑で、コーディング配列を挟んで余分な配列が含まれているためです。
コーディング配列はエクソンに存在し、それを遮る配列がイントロンです。
これらのイントロンは、RNAスプライシングとして知られるプロセスで、転写後の修飾の際に取り除かれる。
代替RNAスプライシングは、異なるパターンのエクソンの組み替えを介して、異なるタンパク質の生産に関与している。
RNAスプライシングとは
RNAスプライシングとは、真核生物の遺伝子発現において、転写後の修飾の初期段階を指す。
遺伝子が転写されてできる最初の転写産物はプレmRNAと呼ばれる。
これは、エクソンとイントロンの両方から構成されている。
イントロンは、翻訳前にエクソンのスプライシングによってプレmRNAから除去される。
エクソンのスプライシングは、スプライソソームと呼ばれる分子複合体によって触媒される。
スプライソソームには、5’から3’へのスプライスサイトと分岐サイトが含まれている。
これらのサブユニットはスプライコソーム内の小核リボ核タンパク質（snRNP）と相互作用してスプライコソームA複合体を作り、プレmRNAの切断部位を決定する役割を担っている。
プレmRNAからイントロンが切り出されると、エクソン同士がホスホジエステル結合で結合される。
スプライソソームA複合体を図1に示す。
図1: スプライソソームA複合体
RNAスプライシングでは、エクソンの組み合わせパターンを交互に変えることで、同じプレmRNAから異なるmRNAコピーを作ることができる。
遺伝子発現に影響を及ぼすRNAスプライシングの仕組み
代替スプライシングとは、1つのプレmRNA分子から複数のタンパク質を生成できるようにするRNAスプライシングのプロセスです。
これは、異なるパターンのエクソンが組み合わされることで実現される。
図2に、選択的スプライシングにより複数のタンパク質が生成される様子を示す。
図2: 選択的スプライシングにおける複数のタンパク質の生成
タンパク質に含まれるエクソンの決定は、制御タンパク質によって行われる。
この制御タンパク質は、スプライシング活性化因子やスプライシング抑制因子などのトランス作用するタンパク質です。
スプライシング活性化因子は、あるスプライシング部位がmRNAに含まれることを促進し、スプライシング抑制因子は、特定のスプライシング部位が含まれることを抑制する。
スプライシングリプレッサーには、核内リボ核タンパク質（hnRNP）、ポリピリミジント結合タンパク質（PTB）などがあります。
結論
RNAスプライシングは、転写後修飾の最初のステップであり、プレmRNAからイントロンを除去することができる。
スプライソソームA複合体は、イントロンの切断とエクソンの組み換えを担っている。
RNAスプライシングの過程で、エクソンの組み換えパターンが変化することがあり、これをオルタナティブ・スプライシングという。
エクソンの選択的スプライシングにより、異なるアミノ酸配列の異なる機能性タンパク質が生成される。
