Spletanje (genetika) iz česa je sestavljeno, vrste



The spajanje, ali RNA proces spajanja, je pojav, ki se pojavi v eukariotskih organizmih po transkripciji DNA v RNA in vključuje odstranitev intronov gena, ki ohranja eksone. Šteje se za temeljno v izražanju genov.

To se zgodi s pomočjo izločitvenih dogodkov fosfodiestrske vezi med eksoni in introni in posledično vezavo vezi med eksoni. Do spajanja pride pri vseh vrstah RNA, vendar je bolj pomembna v molekuli RNA. Lahko se pojavi tudi v molekulah DNA in proteinov.

Med sestavljanjem eksonov se lahko dogovorijo ali spremenijo. Ta dogodek je znan kot alternativno spajanje in ima pomembne biološke posledice.

Indeks

  • 1 Kaj vsebuje??
  • 2 Kje se to dogaja??
  • 3 Vrste
    • 3.1 Vrste spajanja RNA
  • 4 Alternativno spajanje
    • 4.1 Funkcije
    • 4.2 Alternativna spajanje in rak
  • 5 Reference

Od česa je sestavljen??

Gen je zaporedje DNA z informacijami, ki so potrebne za izražanje fenotipa. Koncept gena ni strogo omejen na zaporedja DNA, ki so izražena kot proteini.

Osrednja "dogma" biologije vključuje proces transkripcije DNK na molekulsko posredniško RNA. To se spremeni v beljakovine s pomočjo ribosomov.

V eukariotskih organizmih pa te dolge sekvence genov prekine vrsta zaporedja, ki ni potrebna za zadevni gen: introne. Za učinkovito prenašanje sporočilne RNA je treba te introne odstraniti.

Spajanje RNA je mehanizem, ki vključuje več kemijskih reakcij, ki se uporabljajo za odstranitev elementov, ki prekinejo zaporedje določenega gena. Elementi, ki so konzervirani, se imenujejo eksoni.

Kje se pojavi??

Spiceosom je velik proteinski kompleks, ki je odgovoren za kataliziranje korakov spajanja. Sestavljen je iz petih vrst majhnih jedrskih RNA, imenovanih U1, U2, U4, U5 in U6, poleg niza beljakovin..

Špekulira se, da spliceosom sodeluje pri zlaganju pre-mRNA, da jo pravilno poravna z dvema regijama, kjer se bo pojavil proces spajanja..

Ta kompleks je sposoben prepoznati konsenzno zaporedje, ki ga ima večina intronov blizu svojih 5 'in 3' koncev. Treba je opozoriti, da so bili geni najdeni v metazoanih, ki nimajo teh sekvenc in uporabljajo drugo skupino majhne jedrske RNA za njihovo prepoznavanje..

Vrste

V literaturi se izraz "spajanje" običajno uporablja za postopek, ki vključuje prenosno RNA. Vendar pa obstajajo različni procesi spajanja, ki se pojavljajo v drugih pomembnih biomolekulah.

Proteini se lahko podvržejo tudi spajanje, v tem primeru je to zaporedje aminokislin, ki se odstrani iz molekule.

Odstranjen fragment se imenuje "intein". Ta proces poteka naravno v organizmih. Molekularna biologija je z uporabo tega načela uspela ustvariti različne tehnike, ki vključujejo manipulacijo proteinov.

Na enak način poteka tudi spajanje na ravni DNK. Tako sta dve molekuli DNA, ki sta bili predhodno ločeni, sposobni vezave s pomočjo kovalentnih vezi.

Vrste spajanja RNA

Po drugi strani pa se glede na vrsto RNA pojavljajo razlike v kemijskih strategijah, v katerih se gen lahko znebi intronov. Predvsem spajanje pre-mRNA je zapleten proces, saj vključuje vrsto korakov, ki jih katalizira spliceosom. Kemično se postopek odvija s prevajalskimi reakcijami.

Pri kvasovkah se npr. Postopek začne s prekinitvijo 5 'območja na mestu prepoznavanja, "zanko" intron-ekson pa se tvori z 2'-5'-fosfodiestersko vezjo. Postopek se nadaljuje z oblikovanjem reže v 3 'regiji in končno pride do združitve obeh eksonov.

Nekateri introni, ki prekinejo jedrske in mitohondrijske gene, lahko opravijo svoje spajanje brez potrebe po encimih ali energiji, vendar s pomočjo reakcij transesterifikacije. Ta pojav so opazili v telesu Tetrahymena thermophila.

V nasprotju s tem večina jedrskih genov spada v skupino intronov, ki potrebujejo stroje, da katalizirajo proces izločanja.

Alternativna spajanje

Pri ljudeh so poročali, da obstaja približno 90.000 različnih beljakovin in da je bilo prej mišljeno, da bi moralo biti enako število genov.

S prihodom novih tehnologij in projekta človeškega genoma je bilo ugotovljeno, da imamo samo približno 25.000 genov. Kako je torej mogoče, da imamo toliko beljakovin?

Eksoni se ne smejo sestavljati v istem vrstnem redu, v katerem so bili prepisani v RNA, vendar so urejeni z vzpostavitvijo novih kombinacij. Ta pojav je znan kot alternativno spajanje. Zato lahko en prepisani gen proizvede več kot eno vrsto beljakovin.

To neskladje med številom beljakovin in številom genov je leta 1978 pojasnil raziskovalec Gilbert, pri čemer je za seboj pustil tradicionalni koncept "za gen, ki obstaja protein"..

Funkcije

Za Kelemen in sodelavce (2013) je "ena od funkcij tega dogodka povečanje raznolikosti sporočilnih RNA, poleg uravnavanja odnosov med beljakovinami, med beljakovinami in nukleinskimi kislinami ter med beljakovinami in membranami."

Po mnenju teh avtorjev je "alternativno spajanje odgovorno za uravnavanje lokalizacije proteinov, njihovih encimskih lastnosti in njihove interakcije z ligandi." Povezana je bila tudi s procesi diferenciacije celic in razvojem organizmov.

Glede na evolucijo se zdi, da je pomemben mehanizem za spremembo, saj je bilo ugotovljeno, da velik delež višjih evkariontskih organizmov trpi zaradi velikih dogodkov alternativnega spajanja. Poleg tega, da igra pomembno vlogo pri diferenciaciji vrst in razvoju genoma.

Alternativna spajanje in rak

Obstajajo dokazi, da lahko kakršna koli napaka v teh procesih vodi do nenormalnega delovanja celice, kar povzroča resne posledice za posameznika. Znotraj teh potencialnih patologij izstopa rak.

Zato je bilo predlagano alternativno spajanje kot nov biološki marker za te nenormalne pogoje v celicah. Podobno, če lahko temeljito razumemo podlago mehanizma, s katerim se bolezen pojavi, lahko predlagamo rešitve zanje.

Reference

  1. Berg, J. M., Stryer, L., in Tymoczko, J.L. (2007). Biokemija. Obrnil sem se.
  2. De Conti, L., Baralle, M., & Buratti, E. (2013). Definicija eksona in introna v pre-mRNA spajanje. Wiley Interdisciplinarni pregledi: RNA, 4(1), 49-60.
  3. Kelemen, O., Convertini, P., Zhang, Z., Wen, Y., Shen, M., Falaleeva, M., & Stamm, S. (2013). Funkcija alternativnega spajanja. Gene, 514(1), 1-30.
  4. Lamond, A. (1993). Bioessays, 15(9), 595-603.
  5. Roy, B., Haupt, L.M., & Griffiths, L.R. (2013). Pregled: Alternativno spajanje (AS) genov kot pristop za ustvarjanje kompleksnosti proteinov. Trenutna genomika, 14(3), 182-194.
  6. Vila-Perelló, M., & Muir, T.W. (2010). Biološka uporaba spajanja beljakovin. Cell, 143(2), 191-200.
  7. Liu, J., Zhang, J., Huang, B., & Wang, X. (2015). Mehanizem alternativnega spajanja in njegova uporaba pri diagnosticiranju in zdravljenju levkemije. Chinese Journal of Laboratory Medicine, 38 (11), 730-732.