क्या कोई भिन्नता प्रोटीन-कोडिंग अनुक्रम को बदले बिना स्प्लिसिंग को प्रभावित कर सकती है?

हाँ। इंट्रॉन में, स्प्लिस-साइट संकेतों पर, या नियामक तत्वों में भिन्नताएं इस बात को बदल सकती हैं कि एक्सॉन कैसे जुड़ते हैं और इसलिए परिपक्व प्रतिलेख और प्रोटीन को बदल सकते हैं, भले ही वे कोडिंग अनुक्रम के बाहर हों या पर्यायवाची प्रतीत हों।

स्प्लिस-साइट भिन्नताओं के लिए आरएनए परीक्षण कभी-कभी क्यों किया जाता है?

क्योंकि कम्प्यूटेशनल उपकरण स्प्लिसिंग प्रभाव की अपूर्ण रूप से भविष्यवाणी करते हैं, वास्तविक प्रतिलेख की जांच (उदाहरण के लिए आरएनए अनुक्रमण या रिवर्स-ट्रांसक्रिप्शन परख द्वारा) यह पुष्टि कर सकती है कि क्या एक एक्सॉन को छोड़ दिया गया है, एक इंट्रॉन को बनाए रखा गया है, या एक गुप्त साइट का उपयोग किया गया है।

स्प्लिस-साइट उत्परिवर्तन

स्प्लिस-साइट उत्परिवर्तन प्री-मैसेंजर आरएनए (pre-messenger RNA) प्रसंस्करण के दौरान इंट्रॉन (introns) को हटाने और एक्सॉन (exons) को जोड़ने वाले संकेतों को बाधित करते हैं। स्प्लिस डोनर (splice donor) या एक्सेप्टर साइट (acceptor site) को बदलकर, या एक गुप्त साइट (cryptic site) बनाकर या सक्रिय करके, वे एक्सॉन स्किपिंग (exon skipping), इंट्रॉन रिटेंशन (intron retention), या एक असामान्य सीमा (aberrant boundary) के उपयोग का कारण बन सकते हैं, जिससे परिपक्व प्रतिलेख (mature transcript) और परिणामी प्रोटीन (resulting protein) बदल जाता है, भले ही कोडिंग अनुक्रम (coding sequence) स्वयं बरकरार दिख सकता है।

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Definition

एक स्प्लिस-साइट उत्परिवर्तन एक अनुक्रम परिवर्तन है जो प्री-एमआरएनए (pre-mRNA) स्प्लिसिंग को नियंत्रित करने वाले संकेतों को बाधित करता है — आमतौर पर इंट्रॉन-एक्सॉन (एक्सेप्टर) या एक्सॉन-इंट्रॉन (डोनर) सीमाओं पर संरक्षित डाइन्यूक्लियोटाइड (dinucleotides), या आस-पास के नियामक और गुप्त साइटें — जिससे असामान्य स्प्लिसिंग जैसे कि एक्सॉन स्किपिंग, इंट्रॉन रिटेंशन, या एक वैकल्पिक सीमा का उपयोग होता है।

Scope

यह विषय आरएनए स्प्लिसिंग (RNA splicing) को प्रभावित करने वाले अनुक्रम परिवर्तनों को शामिल करता है: संरक्षित स्प्लिस डोनर और एक्सेप्टर साइटों पर भिन्नताएं, आसपास के स्प्लिसिंग संकेतों और शाखा बिंदु (branch point) में परिवर्तन, और गुप्त स्प्लिस साइटों को बनाने या सक्रिय करने वाली भिन्नताएं। यह परिपक्व प्रतिलेख के लिए परिणामों और स्प्लिसिंग प्रभावों की भविष्यवाणी और पुष्टि करने की चुनौतियों को संबोधित करता है। यह तंत्र पर एक संदर्भ प्रविष्टि है, न कि नैदानिक प्रबंधन मार्गदर्शन।

Key concepts

स्प्लिस डोनर (5') और एक्सेप्टर (3') साइटें
कैनोनिकल जीटी-एजी डाइन्यूक्लियोटाइड
शाखा बिंदु और पॉलीपाइरीमिडीन ट्रैक्ट
एक्सॉन स्किपिंग
इंट्रॉन रिटेंशन
गुप्त स्प्लिस-साइट सक्रियण
स्प्लिसिंग एन्हांसर और साइलेंसर
स्प्लिसिंग प्रभावों की आरएनए-स्तरीय पुष्टि

Mechanisms

स्प्लिसिंग इंट्रॉन को हटाता है और स्प्लिसियोसोम (spliceosome) के निर्देशन में एक्सॉन को जोड़ता है, जो संरक्षित अनुक्रम संकेतों द्वारा निर्देशित होता है: 5' डोनर साइट (आमतौर पर जीटी से शुरू होती है), 3' एक्सेप्टर साइट (आमतौर पर एजी पर समाप्त होती है), शाखा बिंदु, और पॉलीपाइरीमिडीन ट्रैक्ट (polypyrimidine tract), साथ ही सहायक एन्हांसर (enhancer) और साइलेंसर (silencer) तत्व। इन संकेतों में एक भिन्नता एक साइट की पहचान को समाप्त कर सकती है, जिससे स्प्लिसियोसोम एक एक्सॉन को छोड़ सकता है या एक इंट्रॉन को बनाए रख सकता है, या एक गुप्त साइट बना या मजबूत कर सकता है जिसका उपयोग सामान्य के स्थान पर किया जाता है। परिणामी प्रतिलेख में एक परिवर्तित रीडिंग फ्रेम (reading frame) और एक समय से पहले स्टॉप (premature stop) हो सकता है, फ्रेम में अवशेषों को हटा या जोड़ सकता है, या नीचा हो सकता है; सटीक परिणाम अक्सर भोलेपन की भविष्यवाणी से भिन्न होता है, इसलिए स्प्लिसिंग प्रभावों की अक्सर आरएनए स्तर पर पुष्टि की जाती है (Scotti & Swanson, 2015; Sibley et al., 2016)।

Clinical relevance

स्प्लिसिंग भिन्नताएं आनुवंशिक रोग का एक महत्वपूर्ण और कभी-कभी कम पहचाना जाने वाला कारण हैं, जिसमें कैनोनिकल डाइन्यूक्लियोटाइड के बाहर और इंट्रॉन के भीतर गहरे परिवर्तन शामिल हैं जिन्हें कोडिंग-केंद्रित विश्लेषण के साथ आसानी से अनदेखा किया जा सकता है। चूंकि स्प्लिसिंग प्रभाव का इन सिलिको (in silico) भविष्यवाणी अपूर्ण है, इसलिए महत्व को स्पष्ट करने के लिए प्रतिलेख का कार्यात्मक मूल्यांकन अक्सर उपयोग किया जाता है। यह विषय बताता है कि ऐसी भिन्नताएं कैसे कार्य करती हैं और उनका मूल्यांकन कैसे किया जाता है और यह व्यक्तिगत नैदानिक या उपचार निर्णयों का आधार नहीं है।

Evidence & guidelines

एसीएमजी/एएमपी (ACMG/AMP) ढांचा (Richards et al., 2015) बताता है कि कैसे अनुमानित और प्रदर्शित स्प्लिसिंग प्रभाव भिन्नता वर्गीकरण में योगदान करते हैं, और एचजीवीएस (HGVS) नामकरण (den Dunnen et al., 2016) डीएनए और, जहां स्थापित हो, आरएनए स्तर पर भिन्नताओं का वर्णन करने के लिए परंपराएं प्रदान करता है।

Debates

अनुक्रम से स्प्लिसिंग प्रभाव की कितनी विश्वसनीयता से भविष्यवाणी की जा सकती है?: कैनोनिकल स्प्लिस डाइन्यूक्लियोटाइड पर भिन्नताएं आमतौर पर विघटनकारी होती हैं, लेकिन व्यापक स्प्लिसिंग संकेतों, गहरे-इंट्रॉनिक क्षेत्रों और संभावित गुप्त साइटों में परिवर्तनों के प्रभाव की भविष्यवाणी करना कठिन होता है; स्प्लिसिंग कैसे और क्यों बदल जाती है, इसकी पुष्टि के लिए अक्सर कार्यात्मक आरएनए अध्ययन की आवश्यकता होती है।

Seminal works

scotti-2015
sibley-2016

Frequently asked questions

क्या कोई भिन्नता प्रोटीन-कोडिंग अनुक्रम को बदले बिना स्प्लिसिंग को प्रभावित कर सकती है?: हाँ। इंट्रॉन में, स्प्लिस-साइट संकेतों पर, या नियामक तत्वों में भिन्नताएं इस बात को बदल सकती हैं कि एक्सॉन कैसे जुड़ते हैं और इसलिए परिपक्व प्रतिलेख और प्रोटीन को बदल सकते हैं, भले ही वे कोडिंग अनुक्रम के बाहर हों या पर्यायवाची प्रतीत हों।
स्प्लिस-साइट भिन्नताओं के लिए आरएनए परीक्षण कभी-कभी क्यों किया जाता है?: क्योंकि कम्प्यूटेशनल उपकरण स्प्लिसिंग प्रभाव की अपूर्ण रूप से भविष्यवाणी करते हैं, वास्तविक प्रतिलेख की जांच (उदाहरण के लिए आरएनए अनुक्रमण या रिवर्स-ट्रांसक्रिप्शन परख द्वारा) यह पुष्टि कर सकती है कि क्या एक एक्सॉन को छोड़ दिया गया है, एक इंट्रॉन को बनाए रखा गया है, या एक गुप्त साइट का उपयोग किया गया है।