12.4: Self‑splicing by group I introns (pre‑rRNA of Tetrahymena)
Das Intron ist der Katalysator für das Spleißen in diesem System
Die RNA‑Beteiligung am Selbstspleißen ist stöchiometrisch, aber das exzidierte Intron hat in vitro eine katalytische Aktivität. Nach einer Reihe von intramolekularen Cyclisierungs- und Spaltreaktionen kann das lineare exzidierte Intron ohne 19 Nukleotide (genannt L-19 IVS) katalytisch verwendet werden, um Nukleotide zu einem künstlichen Substrat hinzuzufügen und zu entfernen. Beispielsweise kann C5, das zu den internen Leitsequenzen des Introns komplementär ist, in C4 + C6 und andere Produkte umgewandelt werden (Abbildung 3.3.12).
Die 3D‑Struktur der gefalteten RNA ist für die Spezifität und Effizienz der Reaktion verantwortlich (analog zu den allgemeinen Vorstellungen über Proteine mit enzymatischer Aktivität). Die Spezifität des Spleißens wird zumindest teilweise durch die Basenpaarung zwischen dem 3’‑Ende des stromaufwärts gelegenen Exons und einer Region im Intron verursacht, die als interne Führungssequenz bezeichnet wird. Das initiierende G nt bindet auch an eine spezifische Stelle in der RNA in der Nähe der 5′-Spleißstelle. Somit werden beim Spleißen nacheinander zwei Stellen im Prä-rRNA-Intron verwendet (Abbildung 3.3.13 A und 3.3.13.B.).
Abbildung 3.3.13.A.
Die interne Führungssequenz (IGS) ist für die Katalyse nicht erforderlich, verleiht jedoch Spezifität. So kann man RNAs für den Exonaustausch in Zellen entwerfen. Dieser potenzielle Weg für die Therapie genetischer Störungen wird als „Exon-Ersatztherapie“ bezeichnet.
