Splicing del pre-mRNA
I geni eucariotici sono composti da esoni, che corrispondono a sequenze codificanti proteine (ex-on significa che sono espresse), e sequenze intermedie chiamate introni (int-ron indica il loro ruolo intermedio), che possono essere coinvolte nella regolazione del gene ma vengono rimosse dal pre-mRNA durante l’elaborazione (Figura 2). Le sequenze di introni nell’mRNA non codificano proteine funzionali.
La scoperta degli introni fu una sorpresa per i ricercatori negli anni ’70 che si aspettavano che i pre-mRNA avrebbero specificato le sequenze proteiche senza ulteriori elaborazioni, come avevano osservato nei procarioti. I geni degli eucarioti superiori contengono molto spesso uno o più introni. Queste regioni possono corrispondere a sequenze di regolazione; tuttavia, il significato biologico di avere molti introni o di avere introni molto lunghi in un gene non è chiaro. È possibile che gli introni rallentino l’espressione genica perché ci vuole più tempo per trascrivere i pre-mRNA con molti introni. In alternativa, gli introni possono essere residui di sequenza non funzionali lasciati dalla fusione di antichi geni nel corso dell’evoluzione. Questo è supportato dal fatto che esoni separati spesso codificano subunità proteiche separate o domini. Per la maggior parte, le sequenze degli introni possono essere mutate senza influenzare il prodotto proteico.
Tutti gli introni di un pre-mRNA devono essere completamente e precisamente rimossi prima della sintesi proteica. Se il processo sbaglia anche di un solo nucleotide, la struttura di lettura degli esoni riuniti si sposterebbe e la proteina risultante sarebbe disfunzionale. Il processo di rimozione degli introni e di riconnessione degli esoni è chiamato splicing (Figura 2 e 3). Gli introni vengono rimossi e degradati mentre il pre-mRNA è ancora nel nucleo. Lo splicing avviene tramite un meccanismo specifico della sequenza che assicura che gli introni vengano rimossi e gli esoni riuniti con l’accuratezza e la precisione di un singolo nucleotide.