Pseudogenes funksjoner og typer



den pseudo de er allestedsnærværende og ganske riklige sekvenser i genomene av levende vesener, fra dyr og planter til bakterier. Historisk sett ble de ansett som fossiler eller bare som "junk DNA".

Imidlertid er det i dag kjent at pseudogener har regulerende funksjoner, og noen kan til og med transkriberes til et funksjonelt RNA. Dens rolle i regulering kan utføres ved å stanse eller dannelse av små RNAer eller ved endringer i messenger RNA som koder for et bestemt protein.

I studier utført i det menneskelige genomet, har det blitt estimert at det er om lag 20 tusen pseudogener - et tall som er sammenlignbart med sekvensene som koder for proteiner.

Noen forfattere anser det vanskelig å etablere en grense mellom et gen og en pseudogen, da i noen tilfeller er ikke-funksjonaliteten til generene ikke klart. Nåværende kunnskap om pseudogener er grunt, og det er fortsatt mange spørsmål om emnet.

index

  • 1 Hva er pseudogener?
  • 2 historie
  • 3 funksjoner
  • 4 typer pseudogener
    • 4.1 Behandlet og uforbehandlet
    • 4.2 Levende gener, fantom og døde pseudogener
  • 5 Evolusjonært perspektiv
  • 6 Referanser

Hva er pseudogener?

Pseudogener er kopier av bestemte gener som har mangelfulle eller "skadede" sekvenser av ulike årsaker.

Disse skader oppstår på grunn av endringer i leserammer eller for tidlig stoppkodon. Men du husker strukturelt i flere aspekter av genet som oppsto dem.

Pseudogener kan lokaliseres hvor som helst i genomet. Retrotransposisjonsprosessene kan føre til at de grupperes ved siden av deres paraloggen, eller settes inn i et fjernt sted - selv i et annet kromosom.

historie

DNA er mer komplekst enn det ser ut til. Ikke alle deler av det er proteinkoding. Det vil si at ikke alle regioner blir en messenger RNA, som deretter blir oversatt til en sekvens av aminosyrer - byggeblokkene av proteiner.

Ved sekvensering av det humane genomet ble det klart at bare en liten del (ca. 2%) koder for proteiner. Øyeblikkelig lurte biologene på funksjonen til denne enorme mengden DNA som tilsynelatende var ubetydelig.

I mange år ble alt DNA som ikke koder for proteiner, eller ikke-kodende DNA, vurdert - feilaktig - som uønsket DNA.

Disse områdene omfatter transposable elementer, av strukturelle varianter duplisert segmenter, tandemrepeterte sekvenser, konservert ikke-kodende elementer, funksjonelle ikke-kodende RNA, regulator-elementer, og pseudogener.

I dag er begrepet søppel-DNA helt bortkastet fra litteraturen. Bevis har gjort det klart at pseudogener deltar som regulatoriske elementer av forskjellige cellulære funksjoner.

Den første pseudogen rapporterte var i år 1977 i DNA fra amfibianen Xenopus laevis. Fra det øyeblikket begynte forskjellige pseudogener å bli rapportert, i forskjellige organismer, inkludert planter og bakterier.

funksjoner

Som omtalt, er pseudogener langt fra å være inaktive kopier av et annet gen. Nylige studier støtter ideen om at pseudogener fungerer som regulatoriske elementer i genomet, og modifiserer deres "fettere" som kodes for proteiner.

I tillegg kan flere pseudogener bli transkribert i RNA, og noen viser et bestemt aktiveringsmønster av hvert vev.

Transkripsjonen av pseudogenet kan behandles til små interfererende RNAer som regulerer de kodende sekvensene via RNAi.

En bemerkelsesverdig oppdagelse var å finne at pseudogener er i stand til å regulere svulsterundertrykkere og visse onkogener ved å aktivere bestemte mikroRNAer.

I dette verdifulle funnet ble det bemerket at pseudogener ofte mister reguleringen under kreftprogresjon.

Dette rettferdiggjør videre undersøkelser om det virkelige omfanget av pseudo funksjon, for å få et bedre inntrykk av den intrikate regulatoriske nettverk som er involvert, og bruke denne informasjonen til medisinske formål.

Typer av pseudogener

Behandlet og ikke behandlet

Pseudogener er klassifisert i to brede kategorier: bearbeidet og ubehandlet. Sistnevnte er delt inn i en underkategorisering i enhetlige og dupliserte pseudogener.

Pseudogener er produsert av forverring av gener som oppsto ved duplisering i løpet av evolusjonen. Disse "svekkelsene" forekommer gjennom ulike prosesser, enten punktmutasjoner, innskudd, slettelser eller endringer i den åpne leserammen.

Tapet på produktivitet eller uttrykk på grunn av de nevnte hendelsene oversetter til produksjon av ubearbeidet pseudogen. De av enhetstypen er en enkelt kopi av et overordnet som blir ikke-funksjonelt.

De ubehandlede pseudogenene og duplikatene opprettholder strukturen til et gen, med introner og exoner. I motsetning til dette kommer de behandlede pseudogenene fra retrotransposisjon hendelser.

Retrotransposition skjer ved tilbakeføring av et cDNA (komplementært DNA som er en kopi av en revers transkripsjon mRNA) i et bestemt område av genomet.

Den dobbeltstrengede sekvensen av den behandlede pseudogen genereres av et enkeltstreng RNA generert av RNA polymerase II.

Levende gener, spøkelsespseudogener og døde

En annen klassifisering, foreslått av Zheng og Gerstein, klassifiserer gener som levende gener, pseudogenesfantomer og døde pseudogener. Denne klassifiseringen er basert på genets funksjonalitet, og på "liv" og "død" av disse.

Under dette perspektivet er levende gener de gener som kodes for proteiner, og døde pseudogener er elementer i genomet som ikke transkriberes..

Et mellomstadium utgjøres av ghosts pseudogener, som er klassifisert i tre undergrupper: I pseudogen exaptado, pseudo på slep og døende pseudogen (engelsk krevende pseudogen, piggy-back pseudogen og døende pseudogen).

Evolusjonært perspektiv

Genomene av organismer utvikler seg også, og gener har egenskapen til å forandre seg og oppstå de novo. Ulike mekanismer medierer disse prosessene, blant annet gen duplisering, fusjon og genfission, lateral overføring av gener etc..

Når et gen er oppstått, representerer det et utgangspunkt slik at evolusjonære krefter kan fungere.

Genduplikasjon oppstår der den opprinnelige kopigen beholder vanligvis dens funksjon og kopier - ikke under selektivt trykk for å opprettholde nevnte første funksjon - kan mutere og endre funksjon fritt.

Alternativt kan det nye genet mutere på en slik måte at det ender med å være en pseudogen og mister sin funksjon.

referanser

  1. Groen, J. N., Capraro, D., & Morris, K. V. (2014). Den fremvoksende rollen av pseudogene ikke-kodende RNA i cellefunksjoner. Det internasjonale tidsskriftet for biokjemi og cellebiologi, 54, 350-355.
  2. Pink, R.C., Wicks, K., Caley, D.P., Punch, E.K., Jacobs, L., & Carter, D.R. F. (2011). Pseudogener: pseudofunksjonelle eller nøkkelregulatorer i helse og sykdom?. RNA, 17(5), 792-798.
  3. Poliseno, L., Salmena, L., Zhang, J., Carver, B., Haveman, W.J., & Pandolfi, P.P. (2010). En kodende uavhengig funksjon av gen og pseudogene mRNA regulerer tumorbiologi. natur, 465(7301), 1033.
  4. Tutar Y. (2012). pseudo. Sammenligning og funksjonell genomikk, 2012, 424526.
  5. Zheng, D., & Gerstein, M. B. (2007). Den tvetydige grensen mellom gener og pseudogener: de døde stiger opp, eller gjør de?. Trender i genetikk, 23(5), 219-224.