Transsilmukointi on eukaryoottien RNA- prosessoinnin erityinen muoto , jonka aikana kahden erilaisen primaarisen RNA - transkriptin eksonit yhdistyvät päästä päähän. "Normaali" cis-silmukointi prosessoi yhtä molekyyliä , kun taas transsilmukointi tuottaa yhden RNA-molekyylin erilaisista toisiinsa liittymättömistä mRNA -prekursoreista . Joissakin organismeissa vain osa mRNA:ista käy läpi transsilmukoinnin, kun taas joissakin se tapahtuu useimpien mRNA:iden kypsymisen aikana [1] .
Tarkastellaanpa trans-silmukoinnin mekanismia trypanosoman Trypanosoma brucei esimerkissä . Epäkypsien mRNA:iden 5'-päissä tällä organismilla on sekvenssi, joka puuttuu kypsistä transkripteistä. Itse asiassa tämä sekvenssi on intronipaikka mRNA-molekyylin päässä (tällaisia introneita kutsutaan outroneiksi ). Outronissa on adenosiinia , joka merkitsee tavallisten intronien haarautumiskohtaa ja sen oikealla puolella on sekvenssi, joka on samanlainen kuin oikean eksoni -intronin raja. 5'-terminaalisten outronien sijasta kypsällä mRNA:lla on 39 nukleotidin pituinen 5'-terminaalinen fragmentti , jota kutsutaan mini-eksoniksi tai SL-sekvenssiksi ( englanninkielisestä silmukointijohtajasta ). Tämä fragmentti luetaan noin 200 alueelta, jotka ovat hajallaan genomissa . Mini-eksonien ja muun mini-eksonin sisältävän transkriptin rajalla on sekvenssi, joka vastaa nukleotidikoostumukseltaan vasenta eksoni-intronin rajaa [2] .
Transkriptin kypsymisen aikana outron-haarapisteessä sijaitseva adenosiini suorittaa nukleofiilisen hyökkäyksen 3'- hydroksyyliryhmällään mini-eksonin rajaa pitkin, ja loput transkriptistä sisältävät sen. Ensimmäisen nukleofiilisen hyökkäyksen jälkeen ilmestynyt 3'-OH-mini-eksoni hyökkää eksonin ja lasson välistä fosfodiesterisidosta Tästä johtuen mini-eksoni kytkeytyy alkuperäisen mRNA:n muihin eksoniin ja introni poistetaan Y-muotoisena rakenteena [3] .
Transsilmukointia trypanosomeissa välittävät pienet tuman RNA :t (snRNA:t), jotka ovat rakenteellisesti ja toiminnallisesti samanlaisia kuin U2 , U4 ja U6 . Muiden silmukointiin tarvittavien snRNA:iden roolia hoitaa itse intronisekvenssi: sen sekundaarirakenne sisältää tyypillisiä varsia ja silmukoita, jotka ovat samanlaisia kuin konservoituneet U1- ja U5-domeenit [3] .
Sukkulamatossa Caenorhabditis elegans trans - silmukoinnin aikana 22 nukleotidin pituinen eksogeeninen johtosekvenssi ommellaan transkriptin 5'-päähän [3] .
Karlodinium micrumin dinoflagellaatissa mitokondrion sytokromioksidaasin alayksikön III geenin ( cox3 ) transkriptikäsittely sisältää transsilmukoinnin. Täyspitkä cox3 - mRNA muodostuu kahdesta prekursoritranskriptista: cox3H1-6 ja cox37. Cox3 :n transsilmukointi on kuvattu myös muissa dinoflagellaateissa [4] .
Transsilmukointia on löydetty useista protisteista , kuten kinetoplastidiluokan jäsenistä (erityisesti trypanosomeista), jotka käyttävät sitä erilaisten pinta- antigeenien luomiseen ja vaihtamiseen eri morfologisten muotojen välillä elinkaarensa aikana . Toinen suuri ryhmä protisteja, joilla on transsilmukointi, ovat dinoflagellaatit. He käyttävät tätä prosessia lisätäkseen 22 nukleotidin johtosekvenssin lähetti-RNA:iden 5'-päähän. Dinoflagellaattien ja trypanosomien transsilmukoinnin intensiivinen käyttö näyttää olevan seurausta konvergentista evoluutiosta [5] . Transsilmukointia löytyy myös kinetoplastideihin liittyvistä euglenoideista , vaikka monet tämän ryhmän taksonit ovat menettäneet tämän kyvyn [6] . Monisoluisista organismeista transsilmukoitumista esiintyy hedelmäkärpäsessä Drosophila melanogaster [7] , pyörömadoissa, mukaan lukien C. elegans , flatworms , bdelloid rotifers , cnidarians , jotkut amfipodit , copepods , ctenophores ja vaippaeläimiä . Transsilmukointia ei ole havaittu useimmissa hyvin tutkituissa elävien organismien ryhmissä, kuten sienissä , selkärankaisissa ja useimmissa niveljalkaisissa [6] . Transsilmukointia on löydetty myös levien ja korkeampien kasvien kloroplasteista [1] [8] .
Transsilmukoinnin toiminnallista merkitystä ei tällä hetkellä tunneta. On ehdotettu, että transkripteihin lisätty johtosekvenssi varmistaa mRNA:n kuljetuksen tumasta sytoplasmaan tai on välttämätön näiden mRNA : iden translaatiolle [3] . On mahdollista, että jotkut onkogeeniset hybriditranskriptit voivat muodostua transsilmukointimekanismilla [9] [10] .
On mahdollista, että transsilmukointia voitaisiin käyttää geeniterapiassa mutatoituneiden geenien mRNA:n korjaamiseksi [11] [12] .