RNA剪接是对信使RNA转录本进行加工的过程：去除称为内含子的间隔序列，并将剩余的外显子序列连接起来。它在真核生物的信使RNA前体（pre-mRNA）成熟过程中尤为重要，不过其他类别的RNA也会发生剪接。剪接决定哪些序列保留在转录本中，从而将基因的组织方式与RNA的功能及蛋白质的合成联系起来。这一过程可由多种不同的分子机制完成。(ncbi.nlm.nih.gov)
生物学背景与发现
在转录（生物学）过程中，脱氧核糖核酸中的遗传信息被复制到RNA中。对于含有内含子的基因，最初的转录本同时包含内含子和外显子。外显子并不一定全部编码蛋白质，也可能包含非翻译区。剪接作用于RNA，而不是从DNA模板中删除内含子。它与添加5′端帽和多聚腺苷酸化一起，构成真核生物pre-mRNA成熟过程的主要环节。(ncbi.nlm.nih.gov)
1977年，对腺病毒的研究确立了基因具有不连续结构的认识。研究人员比较病毒DNA与成熟RNA后发现，在RNA中连接在一起的序列，在DNA中可能彼此分隔。理查德·J.罗伯茨和菲利普·A.夏普因发现断裂基因而获得1993年诺贝尔生理学或医学奖。这些发现改变了此前认为一个基因的DNA序列必然对应一段连续RNA序列的观点。(nobelprize.org)
识别与剪接体组装
细胞核内大多数pre-mRNA内含子由剪接体去除。剪接体是一种动态的RNA–蛋白质复合物，其主要类型含有五种小核RNA——U1、U2、U4、U5和U6；这些RNA与蛋白质结合，形成小核核糖核蛋白复合物，简称snRNP。组装过程使转录本上相距较远的区域靠近，并重排RNA–RNA及RNA–蛋白质之间的相互作用，从而形成具有催化活性的结构。(ncbi.nlm.nih.gov)
识别过程涉及5′剪接位点、内含子内部的分支点以及3′剪接位点。按照RNA的5′至3′方向书写时，大多数由主要型剪接体处理的内含子以GU开头、以AG结尾。在哺乳动物中，靠近3′端的一段富含嘧啶的序列也参与识别。这些信号具有变异性，并非绝对可靠的序列密码；其他调控元件有助于区分真正的剪接边界与其他位置上的相似序列。(ncbi.nlm.nih.gov)
U1首先识别5′剪接位点，U2则与分支点区域结合。随后，U4/U6–U5复合物加入。经过重排，U1和U4被释放，U2和U6参与构建活性中心，U5则帮助外显子定位。另有一种次要型剪接体，利用U11、U12、U4atac、U6atac以及与主要型剪接体共用的U5 RNA，处理一小类内含子。(ncbi.nlm.nih.gov)
反应化学
剪接体介导的剪接通常通过两次转酯化反应完成。首先，分支点腺苷的2′羟基进攻5′剪接位点的磷酸基团。这使上游外显子与内含子分离，并形成一种不常见的2′–5′连接，产生称为套索的环状内含子中间体。(nature.com)
随后，上游外显子新暴露的3′羟基进攻3′剪接位点的磷酸基团。两个外显子通过常规的3′–5′连接相连，内含子套索则被释放。催化中心利用在富含RNA的结构中配位的镁离子发挥作用，蛋白质则负责稳定和组织这套分子装置。尽管这些化学键交换反应本身并不直接消耗三磷酸腺苷（ATP），剪接体的组装和功能循环仍需要依赖ATP的结构重塑。(nature.com)
可变剪接与调控
可变剪接通过选择不同的剪接位点，使同一个基因产生不同的RNA异构体。常见模式包括外显子跳跃、互斥外显子、可变5′或3′剪接位点，以及内含子保留。这一过程改变的是转录本保留哪些序列，而不是将外显子任意重新排序。不同的异构体可能编码功能不同的蛋白质，也可能改变非翻译区，进而影响RNA的性质和行为。(ncbi.nlm.nih.gov)
剪接位点的选择取决于调控序列及与之结合的蛋白质。剪接增强子和沉默子既可位于外显子中，也可位于内含子中。RNA结合蛋白可以促进或抑制特定的剪接选择，其作用可能取决于结合位置。因此，不同组织和发育状态之间的差异有助于实现受调控的基因表达。对神经元RNA结合蛋白的研究已直接绘制出这类位置依赖性调控的图谱。(nature.com)
并非每种可变转录本都会产生稳定的蛋白质。有些会引入提前终止信号，或因其他原因成为无义介导的mRNA降解的底物。因此，剪接不仅能调节蛋白质的多样性，也能调节转录本的丰度。(nature.com)
其他机制与实验研究
某些内含子可作为核酶，在适宜条件下催化自身的切除。I类内含子利用鸟苷辅因子启动剪接，而II类内含子通常利用内部的腺苷，并形成套索。这类内含子存在于多种生物学背景中，包括线粒体和叶绿体内的基因。具有自我剪接能力，并不意味着它们在细胞内无需蛋白质辅助。某些转运RNA中的内含子则由专门的酶通过切割和连接反应去除。(ncbi.nlm.nih.gov)
研究人员通过比较转录本序列与基因组序列，以及检测外显子–外显子连接处来研究剪接。RNA测序可检测跨越这些连接处的测序读段，并揭示具有组织特异性的异构体。冷冻电子显微术可解析剪接体中间状态的结构，将分子结构与各个反应步骤联系起来。遗传学和生物化学实验则可确定序列变化如何影响剪接位点的识别或催化活性。(nature.com)