Сплайсинг молекул пре-иРНК является древним процессом: сплайсинг протекает у эукариот, у Archaea, у бактериофагов кишечной палочки Escherichia coli, однако он не обнаружен у эубактерий Eubacteria. Идентичное расположение интронов в генах фермента триозофосфатизомеразы клеток человека и злаковых предполагает, что такая прерывистость генов возникла еще до эволюционного расхождения растений и животных, т.е. 800 млн. лет назад (по другим оценкам расхождение растений и животных произошло около 1,2 млрд. лет назад). Одни исследователи, изучающие процессы эволюции, полагают, что предковый организм, от которого произошли ныне живущие прокариоты и эукариоты, использовал интроны, которые были впоследствии утрачены в ходе эволюции нынешними эубактериями. Другие исследователи считают, что процесс сплайсинга появился в ходе эволюции позже. Весьма вероятно, что сложная, громоздкая машина сплайсинга только что описанная произошла от каталитических молекул РНК или специализированных РНК-энзимов (рибозимов), которые были способны к самосплайсингу (см. далее раздел «интроны II группы). Гораздо бóльшая структурная сложность сплайсисомы могла возникнуть для разработки механизма, который делает этот процесс применимым к сплайсингу широкого разнообразия транскриптов РНК, без необходимости кодировать каждым интроном собственный полный рибозим.
|
|
Какую же выгоду извлекает клетка из процесса сплайсинга? Сплайсинг безусловно усложняет процесс образования молекул иРНК. Однако, сплайсинг может служить интересам эволюции, благоприятствуя созданию новых генов с новыми функциями через процесс перетасовки экзонов. Поскольку геномы часто подвергаются рекомбинации, гены с новыми функциями могли бы наиболее удобным способом создаваться (возникать) из сегментов существующих функциональных единиц (экзонов) и огромных фланкирующих их интронов путем рекомбинации практически в любом месте интрона. В некоторых случаях, таких как гены иммуноглобулинов и ген пируваткиназы, экзоны кодируют аминокислотные последовательности, которые складываются в независимые структурные домены белков. Таким образом, на пути эволюции, присутствие крупных интронов могло облегчать рекомбинацию с целью создания новых генов кодирующих белки с новыми специфичностями.