Sadalīšana (ģenētika), ko tā veido, veidi



The splicing, vai RNS savienošanas process ir fenomens, kas notiek pēc eukariotiskajiem organismiem pēc DNS transkripcijas uz RNS un ietver gēna intronu noņemšanu, saglabājot eksonus. To uzskata par būtisku gēnu ekspresijā.

Tas notiek, izvadot fosfodiesteru saikni starp eksoniem un introniem un pēc tam saistot saiti starp eksoniem. Sadalīšana notiek visos RNS veidos, tomēr tā ir nozīmīgāka ziņotāja RNS molekulā. Tas var notikt arī DNS un proteīnu molekulās.

Eksonus montējot, tie var tikt pakļauti izkārtojumam vai jebkādām izmaiņām. Šis notikums ir pazīstams kā alternatīvs splicings un tam ir nozīmīgas bioloģiskas sekas.

Indekss

  • 1 Ko tas veido??
  • 2 Kur tas notiek??
  • 3 veidi
    • 3.1. RNS sasaistes veidi
  • 4 Alternatīva splicēšana
    • 4.1 Funkcijas
    • 4.2 Alternatīva splicēšana un vēzis
  • 5 Atsauces

Ko tas veido??

Gēns ir DNS secība ar informāciju, kas nepieciešama fenotipa ekspresijai. Gēnu jēdziens nav stingri aprobežots ar DNS sekvencēm, kas tiek izteiktas kā proteīni.

Bioloģijas centrālā "dogma" ietver DNS transkripcijas procesu uz molekulu starpproduktu kurjera RNS. Tas savukārt pārvēršas olbaltumvielās ar ribosomu palīdzību.

Tomēr eukariotiskajos organismos šīs garās gēnu sekvences pārtrauc kāda veida sekvence, kas nav nepieciešama attiecīgajam gēnam: introniem. Lai kurjera RNS tiktu tulkots efektīvi, šie introni ir jānovērš.

RNS savienošana ir mehānisms, kas ietver vairākas ķīmiskas reakcijas, ko izmanto, lai noņemtu elementus, kas pārtrauc noteiktā gēna secību. Saglabātie elementi tiek saukti par eksoniem.

Kur tas notiek??

Spiceosome ir milzīgs olbaltumvielu komplekss, kas atbild par splicēšanas soļu katalizēšanu. Tā sastāv no pieciem mazu kodolenerģijas RNS veidiem, ko sauc par U1, U2, U4, U5 un U6, papildus vairākiem proteīniem..

Ir spekulēts, ka spliceosome piedalās pre-mRNS salocīšanā, lai to pareizi saskaņotu ar diviem reģioniem, kur notiks splicēšanas process.

Šis komplekss spēj atpazīt vienprātības secību, kas visvairāk introniem ir tuvu to 5 'un 3' galiem. Jāatzīmē, ka gēni ir atrasti metazonos, kuriem nav šo sekvences, un izmanto to, lai atpazītu citu mazu RNS grupu..

Veidi

Literatūrā termins "splicing" parasti tiek izmantots procesam, kas ietver ziņotāja RNS. Tomēr ir dažādi splicēšanas procesi, kas notiek citās svarīgās biomolekulās.

Olbaltumvielas var arī splicēt, šajā gadījumā tas ir aminoskābju secība, kas tiek noņemta no molekulas.

Noņemto fragmentu sauc par "inteīnu". Šis process notiek dabiski organismos. Molekulārā bioloģija ir spējusi radīt dažādas metodes, izmantojot šo principu, kas ietver manipulācijas ar proteīniem.

Tādā pašā veidā splicēšana notiek arī DNS līmenī. Tādējādi divas DNS molekulas, kas iepriekš tika atdalītas ar spēju saistīties ar kovalentām saitēm.

RNS sasaistes veidi

No otras puses, atkarībā no RNS veida ir ķīmisko stratēģiju atšķirības, kurās gēns var atbrīvoties no introniem. Jo īpaši pirmsmRNS splicēšana ir sarežģīts process, jo tas ietver virkni soļu, ko katalizē spliceosome. Ķīmiski process notiek ar pāresterificēšanas reakcijām.

Raugos, piemēram, process sākas ar 5 'reģiona sadalīšanu atpazīšanas vietā, introna eksona "cilpa" tiek veidota ar 2'-5'-fosfodiestera saiti. Process turpinās, veidojot plaisu 3 'reģionā, un beidzot notiek abu eksonu savienojums.

Daži no introniem, kas pārtrauc kodolenerģiju un mitohondriju gēnus, var veikt savu splicināšanu bez fermentu vai enerģijas nepieciešamības, bet izmantojot pāresterificēšanas reakcijas. Šī parādība tika novērota organismā Tetrahymena thermophila.

Turpretim vairums kodolgēnu pieder intronu grupai, kam nepieciešama mehānisms, lai katalizētu eliminācijas procesu.

Alternatīva splicēšana

Cilvēkiem ir ziņots, ka ir aptuveni 90 000 dažādu proteīnu, un agrāk tika uzskatīts, ka ir jābūt vienādam gēnu skaitam.

Līdz ar jaunu tehnoloģiju un cilvēka genoma projektu, tika secināts, ka mums ir tikai 25 000 gēnu. Tātad, kā tas ir iespējams, ka mums ir tik daudz olbaltumvielu?

Eksonus nedrīkst samontēt tādā pašā secībā, kādā tie tika pārrakstīti uz RNS, bet tie ir sakārtoti, izveidojot jaunas kombinācijas. Šī parādība ir pazīstama kā alternatīva splicēšana. Šā iemesla dēļ viens transkribēts gēns var radīt vairāk nekā vienu proteīna veidu.

Šo nesakritību starp olbaltumvielu skaitu un gēnu skaitu 1978. gadā izskaidroja pētnieks Gilberts, atstājot tradicionālo jēdzienu "par gēnu ir proteīns"..

Funkcijas

Kelemen et al. (2013) "viena no šī notikuma funkcijām ir palielināt ziņotāju RNS daudzveidību, papildus regulējot attiecības starp proteīniem, olbaltumvielām un nukleīnskābēm, kā arī starp proteīniem un membrānām."

Pēc šo autoru domām, "alternatīva splicēšana ir atbildīga par proteīnu lokalizācijas regulēšanu, to fermentatīvajām īpašībām un to mijiedarbību ar ligandiem." Tas ir saistīts arī ar šūnu diferenciācijas procesiem un organismu attīstību.

Ņemot vērā evolūciju, šķiet, ka tas ir svarīgs pārmaiņu mehānisms, jo ir konstatēts, ka liela daļa augstāku eukariotu organismu cieš no augstiem alternatīvās splicēšanas notikumiem. Papildus tam, ka ir svarīga loma sugu diferencēšanā un genoma attīstībā.

Alternatīva splicēšana un vēzis

Ir pierādījumi, ka jebkura kļūda šajos procesos var izraisīt šūnu patoloģisku darbību, radot nopietnas sekas indivīdam. Šo potenciālo patoloģiju ietvaros vēzi izceļas.

Tāpēc ir ierosināts alternatīvs splicings kā jauns bioloģiskais marķieris šajos nenormālajos apstākļos šūnās. Tāpat, ja mēs varam pamatīgi saprast slimības rašanās mehānismu, mēs varētu piedāvāt tiem risinājumus.

Atsauces

  1. Berg, J. M., Stryer, L., un Tymoczko, J. L. (2007). Bioķīmija. Es mainīju.
  2. De Conti, L., Baralle, M., un Buratti, E. (2013). Exon un introna definīcija pirmsmRNS splicingā. Wiley starpdisciplinārās atsauksmes: RNS, 4(1), 49-60.
  3. Kelemen, O., Convertini, P., Zhang, Z., Wen, Y., Shen, M., Falaleeva, M., un Stamm, S. (2013). Alternatīvās splicināšanas funkcija. Gēns, 514(1), 1-30.
  4. Lamond, A. (1993). Bioessays, 15(9), 595-603.
  5. Roy, B., Haupt, L.M. & Griffiths, L.R. Pārskats: Gēnu alternatīva sasaistīšana (AS) kā pieeja olbaltumvielu sarežģītības radīšanai. Pašreizējā genomika, 14(3), 182-194.
  6. Vila-Perelló, M., un Muir, T. W. (2010). Olbaltumvielu izkliedēšanas bioloģiskie pielietojumi. Šūna, 143(2), 191-200.
  7. Liu, J., Zhang, J., Huang, B., un Wang, X. (2015). Alternatīvās splicēšanas mehānisms un tā pielietošana leikēmijas diagnostikā un ārstēšanā. Chinese Journal of Laboratory Medicine, 38 (11), 730-732.