Feedback

Die Serin/Threonin Kinase Prp4 und die SR Proteine sind Teil eines Mechanismus, der in Schizosaccharomyces pombe das Herausspleißen von Introns mit schwachen Spleißstellen sicherstellt und koordiniert

Andrée-Busch, Nicole

Das prä-mRNA Spleißen ist als Prozessierungsschritt der post-transkriptionalen Modifikation von RNA Transkripten ein wichtiger Teil der eukaryotischen Genexpression. Dabei werden aus der prä-mRNA, die in Exons und Introns unterteilt ist, die Introns herausgespleißt. Die Exons werden miteinander verknüpft bevor das Transkript anschließend als reife mRNA aus dem Zellkern in das Zytoplasma exportiert und für die Translation verwendet wird. Diese Reaktion wird durch das Spleißosom katalysiert. Dieses erkennt anhand der 5´-Exon/5´-Spleißstelle, der Verzweigungssequenz und der 3´-Spleißsstelle den Anfang und das Ende des Introns. Es ist bekannt, dass die Aktivität der Serin/Threonin Kinase Prp4 in Schizosaccharomyces pombe für die Erkennung und das Herausspleißen von Introns mit schwachen Spleißstellen benötigt wird. Diese Introns werden als Prp4 Kinase-abhängige Introns bezeichnet. In dieser Arbeit sollte die Funktion der Prp4 Kinase bei dem essentiellen Schritt der Intronerkennung weiter aufgeklärt werden. Deswegen wurden zunächst neue in vitro Substrate der Prp4 Kinase identifiziert. Dazu zählen das Protein U1-70K des U1 snRNPs, das Protein Bpb1, das SR Protein Srp2 und das SR-ähnliche Protein Rsd1. SR Proteine sind dafür bekannt als trans-agierende Spleißfaktoren mit Komponenten des Spleißosoms zu interagieren und zur Erkennung von Introns beizutragen. Es wurde gezeigt, dass die Aktivität der Prp4 Kinase mit den SR Proteinen, Srp1 und Srp2, in Verbindung steht. Fehlen diese beiden Proteine in der Zelle, zeigt sowohl die Analyse einzelner Introns durch RT-PCR als auch eine Sequenzierung der Gesamt-RNA, dass nahezu alle Introns Prp4-unabhängig gespleißt werden. Die beiden nicht-essentiellen Kinasen, Dsk1 und Lkh1, sind auch an diesem Mechanismus beteiligt. Die Analyse einzelner Introns durch RT-PCR zeigt, dass eine Deletion dieser beiden Kinasen ebenfalls zu Prp4-Unabhängigkeit der Introns führt. Mutationsanalysen im 5´-Exon zweier Reportergene oberhalb der X-3X-2X-1/5´-SS zeigen, dass auch die Sequenz im Bereich des 5´-Exons eine Auswirkung auf die Erkennung und Prp4 Kinase-Abhängigkeit von Introns hat. Prp4-unabhängige Introns sind von Mutationen im Bereich des 5´-Exons nicht beeinflusst. Zusammengefasst zeigen die Ergebnisse, dass die Prp4 Kinase zusammen mit den SR Proteine und den beiden nicht-essentiellen Kinasen, Dsk1 und Lkh1, das Herausspleißen von Introns mit schwachen Spleißstellen sicherstellt und koordiniert.

Pre-mRNA splicing is an important part of eukaryotic gene expression as a processing step in the post-transcriptional modification of RNA transcripts. In this process, the introns have to be spliced out of the pre-mRNA, which is subdivided into exons and introns. Subsequently, the exons are joined together before the transcript is exported as mature mRNA from the nucleus to the cytoplasm and used for translation. This reaction is catalyzed by the spliceosome. The spliceosome recognizes the beginning and the end of an intron via the 5´-exon/5´-splice site, branch sequence and 3´-splice site. It is known that the activity of the serine/threonine kinase Prp4 is required for the recognition and splicing of introns displaying weak splice sites in Schizosaccharomyces pombe. These introns are called Prp4 kinase-dependent introns. In this study, the function of Prp4 kinase was further elucidated in the essential step of intron recognition. Initially, new in vitro substrates of Prp4 kinase were identified. These include the protein U1-70K of the U1 snRNP, the protein Bpb1, the SR protein Srp2, and the SR-like protein Rsd1. SR proteins are known as trans acting splicing factors to interact with spliceosomal components and to promote the recognition of introns. It was shown that the activity of Prp4 kinase is related to the SR proteins, Srp1 and Srp2. In the absence of these two proteins in the cell, analysis of single introns by RT-PCR as well as sequencing of the total RNA reveals that almost all introns are spliced Prp4-independently. The two non-essential kinases, Dsk1 and Lkh1, are also involved in this mechanism. Analysis of single introns by RT-PCR shows that the deletion of these two kinases also leads to Prp4-independency of the introns. Mutational analyzes within the 5´-exon upstream of the X-3X-2X-1/5´-SS of two reporter genes show that the sequence in the exonic region also influences the recognition and Prp4-dependency of introns. Prp4-independent introns are not affected by mutations within the 5´-exon. Based on the results, the Prp4 kinase, together with the SR proteins and the two non-essential kinases Dsk1 and Lkh1, appears to be part of a mechanism that ensures and coordinates the splicing of introns displaying weak splice sites.

Cite

Citation style:
Could not load citation form.

Access Statistic

Total:
Downloads:
Abtractviews:
Last 12 Month:
Downloads:
Abtractviews:

Rights

Use and reproduction:
All rights reserved

Export