Der Hauptunterschied zwischen cis- und trans-Spleißen besteht darin, dass cis-Spleißen ein intramolekularer Mechanismus ist, der Introns entfernt und die Exons verbindet, die sich innerhalb desselben RNA-Transkripts befinden, während trans-Spleißen ein intermolekularer Mechanismus ist, der Introns oder Outrons entfernt und verbindet die Exons, die sich nicht innerhalb desselben RNA-Transkripts befinden.
RNA-Spleißen ist eine Form der RNA-Verarbeitung vor der Proteinsynthese. Dabei wird ein neu hergestelltes Pre-Messenger-RNA-Transkript in eine reife Messenger-RNA umgewandelt. Reife Boten-RNA hilft bei der Produktion eines Proteinmoleküls. Während des RNA-Spleißens werden die Introns (nicht kodierende Regionen) entfernt und Exons (kodierende Regionen) miteinander verbunden, um reife mRNA herzustellen. Cis- und Trans-Spleißen sind zwei Arten von RNA-Splicing-Mechanismen.
Was ist Cis-Spleißen?
Cis-Spleißen ist ein intramolekularer Mechanismus, der Introns entfernt und die Exons verbindet, die sich innerhalb desselben RNA-Transkripts befinden. Beim normalen cis-Spleißen wird ein einzelnes RNA-Molekül verarbeitet. Cis-Spleißen ist der typische Spleißvorgang von prä-mRNA, der von Spleißosomen durchgeführt wird. Im Intron sind eine Donorstelle (5'-Ende des Introns), eine Verzweigungsstelle (in der Nähe des 3'-Endes des Introns) und eine Akzeptorstelle (3'-Ende des Introns) für das Spleißen äußerst wichtig. Die Spleiß-Donorstelle enthält eine invariante Sequenz GU am 5'-Ende des Introns. Die Spleißakzeptorstelle am 3'-Ende des Introns hat eine invariante AG-Sequenz. Stromaufwärts von der AG-Sequenz gibt es eine Region, die als Pyrimidinregion (Polypyrimidintrakt) bezeichnet wird. Weiter stromaufwärts vom Polypyrimidintrakt gibt es einen Verzweigungspunkt, der ein Adenosinnukleotid enthält. Dieses Nukleotid ist an der Lariatbildung beteiligt.
Abbildung 01: Cis- und Trans-Spleißen
Die wichtigsten Spleißosomen sind U1, U2, U4, U5 und U6. Unter ihnen sind U1 und U2 sehr wichtig. Beim cis-Spleißen bindet U1 an die 5'-Spleißstelle und U2 an den Verzweigungspunkt in der Nähe der 3'-Spleißstelle. U5/U4/U6 bindet Exons an der 5’-Stelle, wobei U6 an U2 bindet. Später wird U1 veröffentlicht. U5 verschiebt sich vom Exon zum Intron und U6 bindet an der 5'-Spleißstelle. Darüber hinaus wird auch U4 veröffentlicht. U6/U2 katalysiert die Umesterung, wodurch das 5'-Ende des Introns an das A-Nukleotid auf dem Intron ligiert. Dies löst die Lariatbildung aus. Bei der Bildung eines Lariats bindet U5 das Exon an der 3'-Spleißstelle, und die 5'-Stelle wird gesp alten. In der Endphase des Spleißens bleiben U2/U5/U6 an das Lasso gebunden und die 3'-Stelle wird gesp alten. Außerdem werden in dieser Phase die Exons mittels ATP-Hydrolyse ligiert.
Was ist Trans-Spleißen?
Trans-Spleißen ist ein intermolekularer Mechanismus, der Introns oder Outrons entfernt und die Exons verbindet, die sich nicht innerhalb desselben RNA-Transkripts befinden. Beim Trans-Spleißen gibt es keine 5'-Spleißstelle auf dem Prä-mRNA-Molekül, an die das U1-Protein binden könnte. Stattdessen wird Capped-Splice-Leader (SL)-RNA an die Sequenz im Outron transgespleißt.
Abbildung 02: Trans Splicing
Outron ist eine Region der prä-mRNA zwischen der 5'-Kappe und der trans-Spleißstelle. Das U2-Protein bindet jedoch normalerweise an die 3'-Spleißstelle. Nach dem Entfernen von Outron wird das Splice-Leader (SL)-Exon mit dem ersten Exon auf der Prä-mRNA gespleißt. Darüber hinaus ist Trans-Spleißen ein Mechanismus, der bei bestimmten Mikroorganismen, wie Protisten der Kinetoplastae-Klasse, beobachtet wird, um Gene zu exprimieren.
Was sind die Ähnlichkeiten zwischen Cis- und Trans-Spleißen?
- Cis- und Trans-Spleißen sind zwei Arten von RNA-Splicing-Mechanismen.
- Bei beiden Mechanismen werden Introns entfernt.
- Außerdem werden bei beiden Mechanismen Exons verbunden, um reife mRNA zu bilden.
- Beide Mechanismen kommen bei Eukaryoten vor.
- Diese Mechanismen fehlen bei Prokaryoten.
Was ist der Unterschied zwischen Cis- und Trans-Spleißen?
Cis-Spleißen ist ein intramolekularer Mechanismus, der Introns entfernt und die Exons innerhalb desselben RNA-Transkripts verbindet, während trans-Spleißen ein intermolekularer Mechanismus ist, der Introns oder Outrons entfernt und die Exons verbindet, die sich nicht innerhalb derselben RNA befinden Abschrift. Dies ist also der Hauptunterschied zwischen cis- und trans-Spleißen. Darüber hinaus werden beim cis-Spleißen Introns entfernt, um reife mRNA zu bilden. Andererseits werden beim trans-Spleißen Introns oder Outrons entfernt, um reife mRNA zu bilden.
Die folgende Infografik listet die Unterschiede zwischen cis- und trans-Spleißen in tabellarischer Form zum direkten Vergleich auf.
Zusammenfassung – Cis- vs. Trans-Spleißen
RNA-Spleißen ist eine Form der RNA-Verarbeitung vor dem Proteinsyntheseprozess. Cis- und Trans-Spleißen sind zwei Arten von RNA-Splicing-Mechanismen, die in Eukaryoten gefunden werden. Cis-Spleißen ist ein intramolekularer Mechanismus, der Introns entfernt und die Exons verbindet, die sich innerhalb desselben RNA-Transkripts befinden, während trans-Spleißen ein intermolekularer Mechanismus ist, der Introns oder Outrons entfernt und die Exons verbindet, die sich nicht innerhalb desselben RNA-Transkripts befinden. Damit ist die Diskussion des Unterschieds zwischen cis- und trans-Spleißen abgeschlossen.
