Spajanje (genetika)

RNA -sklepni diagram

Kaj je spajanje?

On Spajanje O proces rezanja in spajanje RNA je molekularni pojav, ki se pojavi v evkariontskih organizmih po prepisu DNK na RNA in vključuje izločanje intronov gena, ki ohranja eksone. Se šteje za temeljno pri izražanju genov.

Skozi dogodke se zgodi, da odpravite fosfodiéstersko povezavo med eksoni in introni ter poznejšo zvezo med eksoni. 

Splicing se pojavlja pri vseh vrstah RNA; Vendar je bolj pomemben v molekuli za messenger RNA. Lahko se pojavi tudi v molekulah DNK in beljakovin.

V času sestavljanja eksonov utrpijo dogovor ali kakršno koli stopnjo sprememb. Ta dogodek je znan kot alternativno spajanje in ima pomembne biološke posledice.

Kaj je spajanje?

Gen je zaporedje DNK s potrebnimi informacijami za izražanje fenotipa. Koncept gena ni strogo omejen na sekvence DNK, ki so izražene kot beljakovine.

Osrednja "dogma" biologije vključuje proces transkripcije DNK na posredniško molekulo, messenger RNA. To pa se s pomočjo ribosomov prevaja v beljakovine.

Vendar pa v evkariontskih organizmih te dolge sekvence genov prekinejo z vrstami sekvenc, ki niso potrebne za zadevni gen: Introni. Da bi za melsorsko RNA učinkovito prevedli, je treba te introne odpraviti.

Spiranje RNA je mehanizem, ki vključuje več kemijskih reakcij, ki se uporabljajo za odstranjevanje elementov, ki prekinejo zaporedje določenega gena. Elementi, ki so ohranjeni, se imenujejo eksoni.

Lahko vam služi: Nizozemska dedovanje: značilnosti, funkcije genov, degeneracija

Kjer se pojavi spajanje?

Espliceosoma je velik beljakovinski naravni kompleks, ki je odgovoren za kataliziranje korakov spajanja. Sestavljen je iz petih vrst majhne jedrske RNA, imenovane U1, U2, U4, U5 in U6, poleg serije beljakovin.

Špekulira, da Explictosome sodeluje pri zlaganju pred-arnm, da ga pravilno poravna z obema regijama, kjer se bo pojavil postopek spajanja.

Ta kompleks je sposoben prepoznati soglasno zaporedje, ki ga ima večina intronov o svojih koncih 5 'in 3'. Treba je opozoriti, da so geni našli v metazoi, ki nimajo teh sekvenc in za prepoznavanje uporabljajo drugo majhno jedrsko RNA skupino.

Vrste spajanja

V literaturi se izraz spajanje običajno uporablja za postopek, ki vključuje messenger RNA. Vendar obstajajo različni postopki spajanja, ki se pojavljajo v drugih pomembnih biomolekulah.

Beljakovine lahko tudi eksperimentirajo spajanje, v tem primeru gre za zaporedje aminokislin, ki se odstranijo iz molekule.

Odpravljen fragment se imenuje "Intenlena". Ta proces se naravno pojavlja v organizmih. Molekularni biologiji je uspelo ustvariti različne tehnike z uporabo tega načela, ki vključujejo manipulacijo z beljakovinami.

Podobno se na ravni DNK pojavi tudi spajanje. Tako se lahko dve molekuli DNK, ki sta bili prej ločeni, pridružijo kovalentnim vezjem.

Vrste spajanja RNA

Po drugi strani pa obstajajo različne kemijske strategije, v katerih se lahko gen znebi intronov.

Zlasti spajanje pred arnnm je zapleten postopek, saj vključuje vrsto korakov, ki jih katalizira esplicesom. Kemično se postopek pojavlja zaradi reakcij transceresterifikacije.

Vam lahko služi: prevladujoči alel: značilnosti in primeri

Na primer, v kvasovkah se postopek začne z razpadom regije 5 'na mestu prepoznavanja, intron-exson "zanka" tvori fosfodiéster povezava 2'-5'. Postopek se nadaljuje z nastajanjem vrzeli v regiji 3 'in na koncu se zgodi zveza obeh eksonov.

Nekateri introni, ki prekinejo jedrske in mitohondrijske gene. Omenjeni pojav so opazili v telesu Tetrahymena Thermophila.

V nasprotju s tem večina jedrskih genov spada v skupino intronov, ki potrebujejo stroje, ki katalogizirajo postopek izločanja.

Alternativno spajanje

Pri ljudeh poročajo, da jih je približno 90.000 različnih beljakovin in prej mislil, da mora obstajati enako število genov.

S prihodom novih tehnologij in projekta človeškega genoma bi lahko sklepali, da imamo le približno 25.000 genov. Torej, kako je mogoče, da imamo toliko beljakovin?

Eksonov ni mogoče sestaviti v istem vrstnem redu, v katerem so bili prepisani na RNA, ampak so določeni z vzpostavitvijo novih kombinacij.

Ta pojav je znan kot alternativno spajanje. Zaradi tega lahko en sam prepisan gen proizvede več kot eno vrsto beljakovin.

To neskladnost med številom beljakovin in številom genov je leta 1978 razjasnil raziskovalec Gilbert, za seboj pa je za seboj pustil tradicionalni koncept "Gen je protein".

Alternativni diagram spajanja. Vir: National Genome Research Institute, Wikimedia Commons

Funkcije

Za Kelemen in sodelavce (2013) je "ena od funkcij tega dogodka.

Vam lahko služi: večfaktorialno dedovanje

Po mnenju teh avtorjev je "alternativno spajanje odgovorno za uravnavanje lokacije beljakovin, njihovih encimskih lastnosti in njihove interakcije z ligandi". Prav tako je povezan s procesi diferenciacije celic in razvojem organizmov.

V luči evolucije se zdi pomemben mehanizem za spremembe, saj je bil najden velik delež višjih evkariontskih organizmov, ki trpijo z visokimi alternativnimi dogodki. Poleg tega, da igrajo pomembno vlogo pri diferenciaciji vrst in pri evoluciji genoma.

Alternativno spajanje in rak

Obstajajo dokazi, da lahko vsaka napaka v teh procesih privede do nenormalnega delovanja celice, kar povzroči resne posledice za posameznika. Znotraj teh potencialnih patologij izstopa rak.

Zato je alternativno spajanje predlagano kot nov biološki marker za te nenormalne pogoje v celicah.

Če je osnova mehanizma, s katerim se bolezen pojavlja v globini, bi jim lahko predlagali rešitve.

Reference

1. Berg, j. M., Stryer, l., & Tymoczko, J. L. (2007). Biokemija. Sem se obrnil.
2. Od Conti, l., Baralle, m., & Buratti, in. (2013). Definicija eksona in introna v pre -mRNA spajanju. Interdisciplinarne ocene Wiley: RNA, 4(1), 49–60.
3. Kelemen ali., Convertini, str., Zhang, Z., Wen in., Shen, m., Falaleeva, m., & Stamm, s. (2013). Funkcija alternativnega spajanja. Gen, 514(1), 1-30.
4. Lamond, a. (1993). Spliceosom. Bioessays, 15(9), 595-603.
5. Vila-perelló, m., & Muir, t. W. (2010). Biološka uporaba spajanja beljakovin. Celica, 143(2), 191–200.