Jakaminen (genetiikka), mitä se koostuu, tyypit



liitos, tai RNA: n silmukointiprosessi on ilmiö, joka esiintyy eukaryoottisissa organismeissa DNA: n transkription jälkeen RNA: han ja johon liittyy geenin intronien poistaminen, säilyttämällä eksoneja. Sitä pidetään olennaisena geeniekspressiossa.

Se tapahtuu eksonien ja intronien välisen fosfodiesterisidoksen eliminointitapahtumien ja eksonien välisen sidoksen myöhemmän sitoutumisen kautta. Jakaminen tapahtuu kaikentyyppisissä RNA: ssa, mutta se on merkityksellisempi messenger-RNA-molekyylissä. Se voi esiintyä myös DNA- ja proteiinimolekyyleissä.

Ne voivat käydä läpi järjestelyn tai minkä tahansa tyyppisiä muutoksia eksoneja koottaessa. Tämä tapahtuma tunnetaan vaihtoehtoisena silmukointina ja sillä on merkittäviä biologisia seurauksia.

indeksi

  • 1 Mitä se koostuu??
  • 2 Missä se tapahtuu??
  • 3 tyyppiä
    • 3.1 RNA-liitoksen tyypit
  • 4 Vaihtoehtoinen silmukointi
    • 4.1 Toiminnot
    • 4.2 Vaihtoehtoinen silmukointi ja syöpä
  • 5 Viitteet

Mitä se koostuu??

Geeni on DNA-sekvenssi, jossa on informaatiota fenotyypin ilmentämiseksi. Geenin käsite ei rajoitu tiukasti DNA-sekvensseihin, jotka ekspressoidaan proteiineina.

Biologian keskeinen "dogma" käsittää DNA: n transkriptoinnin molekyylin välittäjävälittäjä-RNA: han. Tämä puolestaan ​​muuttuu proteiineiksi ribosomien avulla.

Eukaryoottisissa organismeissa nämä pitkät geenisekvenssit keskeytetään kuitenkin sellaisella sekvenssillä, joka ei ole välttämätön kyseessä olevalle geenille: introneille. Jotta messenger-RNA voidaan kääntää tehokkaasti, nämä intronit on poistettava.

RNA-silmukointi on mekanismi, johon liittyy useita kemiallisia reaktioita, joita käytetään sellaisten elementtien poistamiseen, jotka keskeyttävät tietyn geenin sekvenssin. Säilytettyjä elementtejä kutsutaan eksoneiksi.

Missä se tapahtuu??

Spiceosome on valtava proteiinikompleksi, joka on vastuussa silmukointivaiheiden katalysoinnista. Se koostuu viidestä tyypistä pienistä ydin-RNA: sta, joita kutsutaan U1: ksi, U2: ksi, U4: ksi, U5: ksi ja U6: ksi, proteiinisarjan lisäksi.

On spekuloitu, että spliceosome osallistuu pre-mRNA: n taittumiseen sen kohdentamiseksi oikein kahden alueen kanssa, joissa splaissausprosessi tapahtuu.

Tämä kompleksi pystyy tunnistamaan konsensussekvenssin, jolla useimmilla introneilla on lähellä niiden 5'- ja 3'-päät. On huomattava, että geenejä on löydetty metaaseista, joilla ei ole näitä sekvenssejä, ja käyttää toista ryhmää pientä ydin-RNA: ta niiden tunnistamiseksi.

tyyppi

Kirjallisuudessa termiä spla- ding käytetään tavallisesti prosessissa, johon liittyy messenger-RNA. Muissa tärkeissä biomolekyyleissä esiintyy kuitenkin erilaisia ​​silmukointimenetelmiä.

Proteiinit voivat myös lähteä silmukoitumaan, tässä tapauksessa se on sekvenssi aminohapoista, jotka poistetaan molekyylistä.

Poistettua fragmenttia kutsutaan "inteiiniksi". Tämä prosessi tapahtuu luonnossa organismeissa. Molekyylibiologia on onnistunut luomaan erilaisia ​​tekniikoita käyttäen tätä periaatetta, johon liittyy proteiinien manipulointi.

Samalla tavalla silmukointi tapahtuu myös DNA-tasolla. Siten kaksi DNA-molekyyliä, jotka oli aiemmin erotettu kykenevästi sitoutumaan kovalenttisten sidosten avulla.

RNA-liitoksen tyypit

Toisaalta RNA-tyypistä riippuen kemiallisissa strategioissa on eroja, joissa geeni voi päästä eroon introneista. Erityisesti pre-mRNA: n silmukointi on monimutkainen prosessi, koska siihen liittyy joukko vaiheita, joita katalysoi spliceosome. Kemiallisesti prosessi tapahtuu transesteröintireaktioilla.

Hiivoissa esimerkiksi prosessi alkaa 5'-alueen rikkomisesta tunnistuskohdassa, intron-eksonin "silmukka" muodostuu 2'-5'-fosfodiesterisidoksesta. Prosessi jatkuu, kun muodostetaan aukko 3'-alueella ja lopulta tapahtuu kahden eksonin liitos.

Jotkut intronit, jotka keskeyttävät ydin- ja mitokondriaaliset geenit, voivat suorittaa niiden silmukoitumisen ilman entsyymien tai energian tarvetta, mutta transesteröintireaktioiden avulla. Tämä ilmiö havaittiin kehossa Tetrahymena thermophila.

Sitä vastoin useimmat ydingeenit kuuluvat sellaisten intronien ryhmään, jotka tarvitsevat koneita eliminointimenetelmän katalysoimiseksi.

Vaihtoehtoinen silmukointi

Ihmisillä on raportoitu, että on noin 90 000 erilaista proteiinia, ja aiemmin ajateltiin, että geenien lukumäärän pitäisi olla sama.

Uusien teknologioiden ja ihmisen genomihankkeen saapuessa pääteltiin, että meillä on vain noin 25 000 geeniä. Joten miten on mahdollista, että meillä on niin paljon proteiineja?

Eksoneja ei saa koota samassa järjestyksessä, jossa ne transkriboitiin RNA: han, vaan ne on järjestetty luomalla uusia yhdistelmiä. Tämä ilmiö tunnetaan vaihtoehtoisena silmukointina. Tästä syystä yksi transkriptoitu geeni voi tuottaa useampaa kuin yhtä proteiinityyppiä.

Tämä proteiinien määrän ja geenien lukumäärän välinen epäjohdonmukaisuus selvitettiin vuonna 1978 tutkija Gilbert, jättäen jäljelle perinteisen käsitteen "geenille on proteiini".

tehtävät

Kelemen ym. (2013): lle "yksi tämän tapahtuman tehtävistä on lisätä messenger-RNA: iden monimuotoisuutta, säätelemällä proteiinien, proteiinien ja nukleiinihappojen sekä proteiinien ja kalvojen välisiä suhteita."

Näiden tekijöiden mukaan "vaihtoehtoinen silmukointi on vastuussa proteiinien lokalisoinnin, niiden entsymaattisten ominaisuuksien ja niiden vuorovaikutuksen ligandien kanssa säätämisestä." Se on myös liittynyt solujen erilaistumisprosessiin ja organismien kehittymiseen.

Evoluution valossa se näyttää olevan tärkeä muutosmekanismi, koska suuri osa korkeammista eukaryoottisista organismeista on todettu kärsivän suurista vaihtoehtoisista silmukoinnista. Lisäksi sillä on tärkeä rooli lajien erilaistumisessa ja genomin kehittymisessä.

Vaihtoehtoinen silmukointi ja syöpä

On näyttöä siitä, että mikä tahansa virhe näissä prosesseissa voi johtaa solun epänormaaliin toimintaan ja aiheuttaa vakavia seurauksia yksilölle. Näissä mahdollisissa patologioissa syöpä erottuu.

Siksi on ehdotettu vaihtoehtoista silmukointia uutena biologisena markkerina näille epänormaaleille olosuhteille soluissa. Samoin, jos voimme ymmärtää perusteellisesti sen mekanismin perustan, jolla tauti ilmenee, voisimme ehdottaa heille ratkaisuja.

viittaukset

  1. Berg, J. M., Stryer, L. ja Tymoczko, J. L. (2007). biokemia. Käännin.
  2. De Conti, L., Baralle, M. & Buratti, E. (2013). Exon- ja intron-määritys pre-mRNA-silmukoinnissa. Wileyn monialaiset arviot: RNA, 4(1), 49-60.
  3. Kelemen, O., Convertini, P., Zhang, Z., Wen, Y., Shen, M., Falaleeva, M., & Stamm, S. (2013). Vaihtoehtoisen silmukan toiminta. geeni, 514(1), 1-30.
  4. Lamond, A. (1993). Bioessays, 15(9), 595 - 603.
  5. Roy, B., Haupt, L.M. & Griffiths, L.R. (2013). Katsaus: Geenien vaihtoehtoinen jakaminen (AS) lähestymistapana proteiinien monimutkaisuuden tuottamiseksi. Nykyinen genomiikka, 14(3), 182-194.
  6. Vila-Perelló, M., ja Muir, T. W. (2010). Proteiinien hajottamisen biologiset sovellukset. solu, 143(2), 191-200.
  7. Liu, J., Zhang, J., Huang, B., ja Wang, X. (2015). Vaihtoehtoisen liitoksen mekanismi ja sen soveltaminen leukemian diagnosointiin ja hoitoon. Chinese Journal of Laboratory Medicine, 38 (11), 730-732.