Splejsning (genetik), hvad det består af, typer



den splejsning, eller RNA-splejsningsprocessen, er et fænomen, der forekommer i eukaryote organismer efter transkriptionen af ​​DNA til RNA og involverer fjernelse af introner af et gen, der bevarer exoner. Det betragtes som fundamentalt i genekspression.

Det sker gennem elimineringshændelser af phosphodiesterbindingen mellem exoner og intronerne og den efterfølgende binding af bindingen mellem exonerne. Splejsning forekommer i alle typer af RNA, men det er mere relevant i messenger RNA-molekylet. Det kan også forekomme i DNA og proteinmolekyler.

De kan undergå et arrangement eller enhver form for ændring, når de samler exoner. Denne begivenhed er kendt som alternativ splejsning og har vigtige biologiske konsekvenser.

indeks

  • 1 Hvad består den af??
  • 2 Hvor sker det??
  • 3 typer
    • 3.1 Typer af RNA-splejsning
  • 4 Alternativ splejsning
    • 4.1 Funktioner
    • 4.2 Alternativ splejsning og kræft
  • 5 referencer

Hvad består det af??

Et gen er en DNA-sekvens med de oplysninger, der er nødvendige for at udtrykke en fænotype. Konceptet gen er ikke strengt begrænset til DNA-sekvenser, der udtrykkes som proteiner.

Den centrale "dogma" af biologi involverer processen med transkribering af DNA til et molekylformidlet messenger RNA. Dette til gengæld oversætter til proteiner ved hjælp af ribosomer.

I eukaryote organismer afbrydes imidlertid disse lange sekvenser af gener af en type sekvens, der ikke er nødvendig for det pågældende gen: intronerne. For at messenger RNA skal oversættes effektivt, skal disse introner elimineres.

RNA-splejsning er en mekanisme, der involverer adskillige kemiske reaktioner, der anvendes til at fjerne elementer, der afbryder sekvensen af ​​et bestemt gen. De elementer, der er bevaret kaldes exoner.

Hvor forekommer det??

Spiceosomet er et kæmpe proteinkompleks, der er ansvarlig for at katalysere splejsningstrinnene. Den består af fem typer små nukleare RNA kaldet U1, U2, U4, U5 og U6, ud over en række proteiner.

Det spekuleres, at spliceosomet deltager i foldningen af ​​præ-mRNA'et for at justere det korrekt med de to regioner, hvor splejsningsprocessen vil forekomme.

Dette kompleks er i stand til at genkende konsensussekvensen, som de fleste introner besidder nær deres 5'- og 3'-ender. Det skal bemærkes, at gener er blevet fundet i Metazoans, der ikke besidder disse sekvenser og bruger en anden gruppe af små nukleare RNA til deres anerkendelse.

typen

I litteraturen anvendes begrebet splejsning normalt til processen, der involverer messenger-RNA. Der er dog forskellige splejsningsprocesser, der forekommer i andre vigtige biomolekyler.

Proteiner kan også gennemgå splejsning, i dette tilfælde er det en sekvens af aminosyrer, der fjernes fra molekylet.

Det fjernede fragment kaldes "intein". Denne proces forekommer naturligt i organismer. Molekylærbiologi har formået at skabe forskellige teknikker ved hjælp af dette princip, der involverer manipulation af proteiner.

På samme måde sker splejsning også på DNA-niveauet. Således to DNA-molekyler, der tidligere var separeret med evne til binding ved hjælp af kovalente bindinger.

Typer af RNA-splejsning

På den anden side afhænger af typen af ​​RNA forskelle i kemiske strategier, hvor genet kan slippe af med intronerne. Især splejsningen af ​​præ-mRNA'en er en kompliceret proces, da den involverer en række trin katalyseret af spliceosomet. Kemisk forekommer fremgangsmåden ved transesterificeringsreaktioner.

I gær starter for eksempel processen med brydningen af ​​5'-regionen ved genkendelsesstedet, idet intron-exon-sløjfen dannes af en 2'-5'-phosphodiesterbinding. Processen fortsætter med dannelsen af ​​et hul i 3'-regionen og endelig forekommer foreningen af ​​de to exoner.

Nogle af de introner, der afbryder nukleare og mitochondriale gener, kan udføre deres splejsning uden behov for enzymer eller energi, men ved hjælp af transesterificeringsreaktioner. Dette fænomen blev observeret i kroppen Tetrahymena thermophila.

I modsætning hertil hører de fleste nuklearmener til gruppen af ​​introner, der har brug for maskiner til at katalysere elimineringsprocessen.

Alternativ splejsning

Hos mennesker er det blevet rapporteret, at der er ca. 90.000 forskellige proteiner, og tidligere var det antaget, at der skulle være et identisk antal gener.

Med ankomsten af ​​nye teknologier og det menneskelige genomprojekt blev det konkluderet, at vi kun har omkring 25.000 gener. Så hvordan er det muligt, at vi har så mange proteiner?

Exons må ikke samles i samme rækkefølge som de blev transkriberet til RNA'et, men de er arrangeret ved at etablere nye kombinationer. Dette fænomen er kendt som alternativ splejsning. Af denne grund kan et enkelt transkriberet gen producere mere end en type protein.

Denne inkongruens mellem antallet af proteiner og antallet af gener blev belyst i 1978 af forskeren Gilbert og efterlod det traditionelle koncept "for et gen er der et protein".

funktioner

For Kelemen et al. (2013) "er en af ​​funktionerne i denne begivenhed at øge mangfoldigheden af ​​messenger-RNA'er, udover at regulere forholdet mellem proteiner, mellem proteiner og nukleinsyrer og mellem proteiner og membraner."

Ifølge disse forfattere er "alternativ splejsning ansvarlig for regulering af lokalisering af proteiner, deres enzymatiske egenskaber og deres interaktion med ligander." Det har også været relateret til celledifferentieringsprocesserne og udviklingen af ​​organismer.

I lyset af udviklingen ser det ud til at være en vigtig mekanisme for forandring, da en høj andel af højere eukaryote organismer har vist sig at lide af høje begivenheder med alternativ splejsning. Udover at spille en vigtig rolle i differentiering af arter og i udviklingen af ​​genomet.

Alternativ splejsning og kræft

Der er tegn på, at enhver fejl i disse processer kan føre til en unormal funktion af cellen, hvilket giver alvorlige konsekvenser for den enkelte. Inden for disse potentielle patologier opstår kræft.

Derfor er alternativ splejsning blevet foreslået som en ny biologisk markør for disse unormale tilstande i celler. Ligeledes kan vi, hvis vi kan forstå grundigt, hvilken mekanisme sygdommen opstår, kunne foreslå løsninger til dem.

referencer

  1. Berg, J. M., Stryer, L., & Tymoczko, J. L. (2007). biokemi. Jeg vendte om.
  2. De Conti, L., Baralle, M., & Buratti, E. (2013). Exon og intron definition i pre-mRNA splejsning. Wiley Tværfaglige Anmeldelser: RNA, 4(1), 49-60.
  3. Kelemen, O., Convertini, P., Zhang, Z., Wen, Y., Shen, M., Falaleeva, M. & Stamm, S. (2013). Funktion af alternativ splejsning. gen, 514(1), 1-30.
  4. Lamond, A. (1993). The spliceosome. Bioessays, 15(9), 595-603.
  5. Roy, B., Haupt, L. M., & Griffiths, L.R. (2013). Anmeldelse: Alternativ splejsning (AS) af gener som en metode til generering af proteinkompleksitet. Nuværende Genomics, 14(3), 182-194.
  6. Vila-Perelló, M., & Muir, T. W. (2010). Biologiske anvendelser af proteinsplejsning. Cell, 143(2), 191-200.
  7. Liu, J., Zhang, J., Huang, B., & Wang, X. (2015). Mekanisme for alternativ splejsning og dens anvendelse i diagnose og behandling af leukæmi. Kinesisk Journal of Laboratory Medicine, 38 (11), 730-732.