Splicing (genetikk) hva den består av, typer



den skjøting, eller RNA-spleiseprosess, er et fenomen som oppstår i eukaryotiske organismer etter transkripsjon av DNA til RNA og innebærer fjerning av introns av et gen, bevare exoner. Det regnes som grunnleggende i genuttrykk.

Det skjer gjennom eliminasjonshendelser av fosfodiesterbindingen mellom exonene og intronene og den påfølgende binding av bindingen mellom exonene. Spleising forekommer i alle typer RNA, men det er mer relevant i messenger RNA-molekylet. Det kan også forekomme i DNA- og proteinmolekyler.

De kan gjennomgå et arrangement eller en hvilken som helst type endring når montering av exons. Denne hendelsen er kjent som alternativ spleising og har viktige biologiske konsekvenser.

index

  • 1 Hva består det av??
  • 2 Hvor skjer det??
  • 3 typer
    • 3.1 Typer RNA spleising
  • 4 Alternativ spleising
    • 4.1 Funksjoner
    • 4.2 Alternativ spleising og kreft
  • 5 referanser

Hva består det av??

Et gen er en DNA-sekvens med den informasjonen som er nødvendig for å uttrykke en fenotype. Begrepet gen er ikke strengt begrenset til DNA-sekvenser som uttrykkes som proteiner.

Den sentrale "dogmen" av biologi innebærer prosessen med å transkribere DNA til et molekylforbindelse messenger RNA. Dette til sin side omsetter til proteiner ved hjelp av ribosomer.

I eukaryotiske organismer blir imidlertid disse lange sekvenser av gener avbrutt av en type sekvens som ikke er nødvendig for det aktuelle genet: intronene. For at messenger RNA skal oversettes effektivt, må disse intronene elimineres.

RNA-spleising er en mekanisme som involverer flere kjemiske reaksjoner som brukes til å fjerne elementer som forstyrrer sekvensen av et bestemt gen. Elementene som er bevart kalles exoner.

Hvor skjer det??

Spiceosome er et stort proteinkompleks som er ansvarlig for å katalysere trinnene med spleising. Den består av fem typer små kjernefysiske RNA kalt U1, U2, U4, U5 og U6, i tillegg til en serie proteiner.

Det spekuleres at spliceosomet deltar i foldingen av pre-mRNA for å justere det riktig med de to områdene hvor spleiseprosessen vil oppstå.

Dette komplekset er i stand til å gjenkjenne konsensussekvensen som de fleste introner har i nærheten av 5'- og 3'-endene. Det skal bemerkes at gener har blitt funnet i Metazoans som ikke har disse sekvensene, og bruker en annen gruppe små kjernefysiske RNA for deres anerkjennelse.

typen

I litteraturen brukes begrepet splitsing vanligvis til prosessen som involverer messenger-RNA. Imidlertid er det forskjellige spleiseringsprosesser som forekommer i andre viktige biomolekyler.

Proteiner kan også gjennomgå spleising, i dette tilfellet er det en sekvens av aminosyrer som fjernes fra molekylet.

Det fjernede fragmentet kalles "intein". Denne prosessen oppstår naturlig i organismer. Molekylærbiologi har klart å skape ulike teknikker ved hjelp av dette prinsippet som involverer manipulering av proteiner.

På samme måte skjer spleising også på DNA-nivå. Dermed to DNA-molekyler som tidligere ble separert med evne til binding ved hjelp av kovalente bindinger.

Typer RNA spleising

På den annen side, avhengig av typen RNA, er det forskjeller i kjemiske strategier der genet kan kvitte seg med intronene. Spesielt spleising av pre-mRNA er en komplisert prosess, siden det involverer en rekke trinn katalysert av spliceosomet. Kjemisk oppstår prosessen ved transesterifiseringsreaksjoner.

I gjær, for eksempel, starter prosessen med brytningen av 5'-regionen ved anerkjennelsessiten, dannes intron-exon-sløyfen av en 2'-5'-fosfodiesterbinding. Prosessen fortsetter med dannelsen av et gap i 3'-regionen og til slutt forekommer foreningen av de to eksonene.

Noen av de introner som forstyrrer kjernefysiske og mitokondrie-gener kan utføre deres spleising uten behov for enzymer eller energi, men ved hjelp av transesterifikasjonsreaksjoner. Dette fenomenet ble observert i kroppen Tetrahymena thermophila.

I motsetning til dette er de fleste atomgener tilhørende gruppen av introner som trenger maskiner for å katalysere elimineringsprosessen.

Alternativ spleising

Hos mennesker er det rapportert at det er om lag 90.000 forskjellige proteiner, og tidligere var det antatt at det skulle være et identisk antall gener.

Med ankomsten av ny teknologi og det menneskelige genomprosjektet ble det konkludert med at vi bare har ca 25.000 gener. Så hvordan er det mulig at vi har så mange proteiner?

Eksterne kan ikke bli samlet i samme rekkefølge som de ble transkribert til RNA, men de er ordnet ved å etablere nye kombinasjoner. Dette fenomenet kalles alternativ spleising. Av denne grunn kan et enkelt transkribert gen produsere mer enn en type protein.

Denne inkongruensen mellom antall proteiner og antall gener ble uttalt i 1978 av forskeren Gilbert, og etterlot det tradisjonelle konseptet om "for et gen er det et protein".

funksjoner

For Kelemen et al. (2013) er en av funksjonene til denne hendelsen å øke mangfoldet av messenger-RNA, i tillegg til å regulere forholdet mellom proteiner, mellom proteiner og nukleinsyrer, og mellom proteiner og membraner. "

Ifølge disse forfatterne er "alternativ spleising ansvarlig for regulering av lokalisering av proteiner, deres enzymatiske egenskaper og deres interaksjon med ligander." Det har også vært relatert til prosessene for celledifferensiering og utvikling av organismer.

I lys av evolusjonen ser det ut til å være en viktig mekanisme for endring, siden en høy andel av høyere eukaryote organismer har vist seg å lide av høye hendelser av alternativ spleising. I tillegg til å spille en viktig rolle i differensiering av arter og i utviklingen av genomet.

Alternativ spleising og kreft

Det er tegn på at en hvilken som helst feil i disse prosessene kan føre til unormal funksjon av cellen, noe som gir alvorlige konsekvenser for den enkelte. Innenfor disse potensielle patologiene, utgjør kreft seg.

Derfor er alternativ spleising blitt foreslått som en ny biologisk markør for disse unormale forholdene i celler. På samme måte, hvis vi kan forstå grundig grunnlaget for mekanismen som sykdommen oppstår, kan vi foreslå løsninger for dem.

referanser

  1. Berg, J. M., Stryer, L., & Tymoczko, J. L. (2007). biokjemi. Jeg reverserte.
  2. De Conti, L., Baralle, M., & Buratti, E. (2013). Exon og introndefinisjon i pre-mRNA spleising. Wiley Tverrfaglige omtaler: RNA, 4(1), 49-60.
  3. Kelemen, O., Convertini, P., Zhang, Z., Wen, Y., Shen, M., Falaleeva, M., & Stamm, S. (2013). Funksjon av alternativ spleising. gen, 514(1), 1-30.
  4. Lamond, A. (1993). The spliceosome. Bioessays, 15(9), 595-603.
  5. Roy, B., Haupt, L. M., & Griffiths, L.R. (2013). Gjennomgang: Alternativ spleising (AS) av gener som en metode for generering av proteinkompleksitet. Nåværende Genomics, 14(3), 182-194.
  6. Vila-Perelló, M., & Muir, T. W. (2010). Biologiske anvendelser av Protein Splicing. Cell, 143(2), 191-200.
  7. Liu, J., Zhang, J., Huang, B., & Wang, X. (2015). Mekanisme for alternativ spleising og anvendelse i diagnose og behandling av leukemi. Kinesisk Journal of Laboratory Medicine, 38 (11), 730-732.