Pseudogenes

Mutacijska shema v pseudogénu. Vir: Dennis Pietras, Buffalo, NY, ZDA, CC BY-SA 4.0, Wikimedia Commons

Kaj so psevdogeni?

The Pseudogenes So vseprisotne in precej obilne sekvence v genomih živih bitij, od živali in rastlin do bakterij. Zgodovinsko gledano so veljali za fosile ali preprosto kot "DNK smeti".

Vendar je danes znano, da imajo psevdogeni regulativne funkcije, nekatere pa jih je mogoče celo prepisati v funkcionalno RNA. Njegova vloga pri regulaciji se lahko izvaja z utišanjem ali tvorbo majhne RNA ali s spremembami v selskirju RNA, ki kodira za določen protein.

V študijah, opravljenih v človeškem genomu, je bilo izračunano, da jih je približno 20.000 pseudogene, število, primerljivo z zaporedji, ki jih kodirajo za beljakovine.

Nekateri avtorji menijo, da je težko. Trenutno znanje o psevdogenih je še vedno malo in še vedno je veliko vprašanj v zvezi s to temo.

Zgodovina

DNK je bolj zapleten, kot se zdi. Niso vsi odseki kodirajo za beljakovine. To pomeni, da vsa regija ne postanejo messenger RNA, ki se nato prevede v aminokislinsko zaporedje, strukturne bloke beljakovin.

Z zaporedjem človeškega genoma je bilo zelo jasno, da le majhen del (približno 2%) kodira za beljakovine. V trenutku so biologi vprašali funkcijo te ogromne količine DNK, ki se zdi, da nima pomena.

Dolga leta je bila prej obravnavana vsa DNK, ki ni kodirala za beljakovine ali nekodirajoče DNK - kot smeti.

Lahko vam služi: Polygenia: kaj je to in primeri

Te regije vključujejo transpononabilne elemente, strukturne različice, podvojene segmente, ponavljajoče sekvence v tandemu, ohranjene nekodirajoče elemente, nekodirajoče funkcionalne RNA, regulativne elemente in psevdogene.

Danes je izraz DNK popolnoma zavržen iz literature. Dokazi so jasno povedali, da psevdogeni sodelujejo kot regulativni elementi različnih celičnih funkcij.

Prvi Pseudogén je bil leta 1977 v DNK dvoživke Xenopus laevis. Od tega trenutka so v različnih organizmih začeli poročati o različnih psevdogenih, vključno z rastlinami in bakterijami.

Funkcije psevdogenov

Pseudogeni še zdaleč niso neaktivni kopiji drugega gena. Nedavne študije podpirajo idejo, da psevdogeni delujejo kot regulativni elementi v genomu in spreminjajo svoje "bratrance", ki jih kodirajo za beljakovine.

Poleg tega lahko v RNA prepišemo več psevdogenov, nekateri pa kažejo specifični aktivacijski vzorec vsakega tkiva.

Pseudogén transkript lahko obdelamo v majhnih interferenčnih RNK, ki uravnavajo kodiranje sekvenc prek Arni.

Izjemno odkritje je bilo, da lahko psevdogeni uravnavajo zaviralce tumorjev in nekatere onkogene z aktiviranjem specifičnega mikroarna.

V tej dragoceni ugotovitvi je mogoče ugotoviti, da psevdogeni med napredovanjem raka pogosto izgubijo regulacijo.

To dejstvo upravičuje globljo preiskavo resničnega obsega funkcije Pseudogéna, da bi imeli boljšo predstavo o zapleteni regulativni mreži, v katero sodelujejo, in te podatke uporablja za medicinske namene.

Vrste psevdogenov

Obdelana in ne obdelana

Pseudogeni so razvrščeni v dve glavni kategoriji: predelani in nepredelani. Slednje so razdeljene na podkategorizacijo, v enotnih in podvojenih psevdogenih.

Lahko vam služi: poliploidija: vrste, pri živalih, pri ljudeh, v rastlinah

Pseudogeni nastanejo s poslabšanjem genov, ki izvirajo iz podvajanja med evolucijo. Te "poslabšanje" se pojavljajo z različnimi procesi, ne glede na to, ali so specifične mutacije, vstavke, delecije ali spremembe v okviru odprtega branja.

Izguba produktivnosti ali izražanja zaradi prej omenjenih dogodkov pomeni proizvodnjo nepredelanega psevdogena. Tisti enotnega tipa so ena sama kopija starševskega gena, ki postane nefunkcionalen.

Nepromorni psevdogeni in dvojniki ohranjajo strukturo gena, z introni in eksoni. V nasprotju s tem predelani psevdogeni izvirajo iz dogodkov retrotranspozicije.

Retrotranspozicija se pojavi zaradi ponovne integracije ADNC (komplementarna DNK, ki je povratna kopija prepisa RNA messengerja) na določenem območju genoma.

Zaporedje dvojne verige predelanega psevdogena ustvari preprosta verižna RNA, ki jo ustvari RNA polimeraza II.

Živi geni, duhovi in ​​mrtvi psevdogeni

Druga klasifikacija, ki sta jo predlagala Zheng in Gerstein, gene razvršča kot žive gene, psevdogene duhove in mrtve psevdogene. Ta klasifikacija temelji na funkcionalnosti gena ter na "življenju" in "smrti".

V tej perspektivi so živi geni geni, ki kodirajo za beljakovine, in mrtvi psevdogeni so genomski elementi, ki niso prepisani.

Vmesno stanje je sestavljeno iz psevdogenov duhov, ki so razvrščeni v tri podkategorije: Exapted pseudogén, pseudogén v vleki in umirajoči pseudogén (angleščina Izjemni psevdogen, prašič, in Umirajoči psevdogen).

Evolucijska perspektiva

Tudi genomi organizmov se razvijajo in geni imajo lastnost spreminjanja in izviranja od Nove. Različni mehanizmi posredujejo te procese, med njimi je podvajanje genov, fuzija in cepitev genov, bočni prenos genov itd.

Vam lahko služi: sinapomorphy

Ko gen izvira, to predstavlja izhodišče, tako da lahko evolucijske sile delujejo.

Podvajanje gena izvira iz kopije, kjer na splošno izvirni gen ohrani svojo funkcijo in kopijo - ki ni pod selektivnim pritiskom vzdrževanja omenjene začetne funkcije - lahko prosto mutira in spreminja funkcijo.

Druga možnost je, da lahko novi gen mutira tako, da na koncu postane pseudogén in izgubi svojo funkcijo.

Reference

1. Roza, r. C., Wicks, k., Caley, d. Str., Punch, e. K., Jacobs, l., & Carter, D. R. F. Pseudogeni: psevdo-funkcionalni ali ključni regulatorji za zdravje in demontažo? RNA.
2. Tutar in. Pseudogenes. Primerjalna in funkcionalna genomika.