L'épissage alternatif fait partie intégrante de la biodiversité. Diverses espèces utilisent ces mécanismes pour exercer des fonctions de régulation. Le principal avantage de l'épissage est que plusieurs protéines peuvent être formées à partir d'un seul gène par épissage d'introns et d'exons. Cependant, ces mécanismes peuvent également causer diverses maladies si elles ne sont pas réglementées. Les mécanismes les plus courants sont le saut d'exon, les exons mutuellement exclusifs, les sites d'accepteurs alternatifs, les sites donneurs alternatifs et la rétention d'introns.

Compréhension de base de l'épissage alternatif

Il n'est pas exagéré de dire ça sans alternative l'épissage, la biodiversité ne serait pas possible. L'épissage alternatif peut produire plusieurs protéines à partir d'un seul gène. Cette flexibilité permet au même gène de contribuer à différents caractères. Ceci est possible en raison des exons, qui sont des segments de nucléotides qui restent dans le produit d'ARN, et des introns, qui sont éliminés par l'épissage de l'ARN. Il existe de nombreux modes d'épissage alternatif qui contribuent à la biodiversité chez les eucaryotes. Des activateurs, tels que le codon de départ AUG, dans le site d'épissage favorisent l'épissage. Ces mécanismes varient dans chaque situation et sont censés réguler les fonctions cellulaires en fonction de conditions particulières. Cependant, un mauvais épissage peut également contribuer à diverses maladies, y compris le cancer.

Exon Skipping

Ce mécanisme est également connu sous le nom d'exon de cassette, où un exon est épissé hors du gène pendant la transcription. Un exemple serait le gène dsx chez D. melanogaster (mouche des fruits). Les mâles ont des exons 1, 2, 3, 5 et 6 tandis que les femelles ont 1, 2, 3 et 4. Un signal de polyadénylation dans l'exon 4 provoque l'arrêt de la transcription à ce point. L'exon 4 est ajouté aux femelles à cause de l'un des activateurs présents uniquement chez les femelles et non chez les mâles.

Exons mutuellement exclusifs

Dans le cas d'exons s'excluant mutuellement, un seul des deux exons consécutifs est retenu pendant la transcription. Un exemple est la régulation des exons 8a et 8 dans les canaux calciques CaV1.2. Dans le syndrome de Timothy, les formes alternatives de ces deux exons peuvent conduire à différents symptômes de la maladie, ce qui provoque une perturbation de l'homéostasie du calcium nécessaire à la contraction musculaire. Cependant, les deux exons ne peuvent pas exister chez les patients; une seule d'entre elles est transcrite, bien que les deux soient présentes dans le gène.

Alternative 3 'Sites accepteurs

La jonction d'épissage à l'extrémité 3' est utilisée, en changeant la limite 5 'du exon en aval. Un exemple est la protéine activatrice du transformateur (Tra) présente chez les femelles de D. melanogaster (mouche des fruits). Le gène original de Tra contient deux sites accepteurs où le gène peut se séparer pendant la transcription. Les mâles utilisent le site accepteur en amont, qui comprend un codon d'arrêt précoce. Cela forme une protéine non fonctionnelle. Les femelles utilisent le site accepteur en aval, ce qui provoque l'excision du codon d'arrêt en tant que partie de l'intron, formant une protéine Tra fonctionnelle.

Alternative 5 'Sites donneurs

La jonction d'épissage au 5 'est utilisé, en changeant la limite 3' de l'exon amont. Alors que les sites accepteurs alternatifs conduisent à de petites variations dans les séquences protéiques, des sites donneurs alternatifs peuvent conduire à des différences drastiques dans la séquence et la structure des protéines, car elles peuvent provoquer des décalages dans le cadre. Un exemple serait l'épissage du site donneur alternatif du gène BTNL2. L'utilisation du site en amont, au lieu du site en aval, conduit à une protéine abrégée sans le domaine C-terminal IgC ou l'hélice transmembranaire. Cela entraîne une prédisposition à la maladie inflammatoire chronique.

Rétention d'intron

Semblable au saut d'exon, l'exon est retenu dans l'ARNm, mais contrairement au saut d'exon, l'exon n'est pas flanqué d'introns. Si des introns existent, ils sont souvent codés dans les régions codantes parmi les acides aminés des exons proches, le codon d'arrêt, ou un changement dans le cadre de lecture provoquant la non-fonctionnalité de la protéine. C'est le mécanisme le moins commun de l'épissage alternatif.