SPLITAS (GENETIKA): IŠ KO JIS SUSIDEDA, RŪŠYS - BIOLOGIJA - 2025

Sandūrų arba procesas sandūrų RNR, yra reiškinys, kuris vyksta eukariotinių organizmų po transkripcijos nuo DNR RNR ir yra susijęs su intronai geno, atraminių egzonai pašalinimą. Manoma, kad tai būtina genų ekspresijai.

Tai įvyksta dėl fosfodiesterio jungties tarp egzonų ir intronų pašalinimo ir vėlesnio ryšio tarp egzonų. Sujungimas įvyksta visų rūšių RNR, tačiau jis yra aktualesnis pasiuntinio RNR molekulėje. Jis taip pat gali atsirasti DNR ir baltymų molekulėse.

Šaltinis: „BCSteve“, iš „Wikimedia Commons“

Gali būti, kad surenkant egzonus, jie pasikeičia ar pasikeičia. Šis įvykis yra žinomas kaip alternatyvus sujungimas ir turi svarbių biologinių padarinių.

Iš ko tai susideda?

Genas yra DNR seka su informacija, reikalinga fenotipui išreikšti. Geno sąvoka nėra griežtai ribojama DNR sekomis, kurios yra išreikštos kaip baltymai.

Pagrindinė biologijos „dogma“ apima DNR transkripcijos į tarpinę molekulę, pasiuntinio RNR, procesą. Tai savo ruožtu virsta baltymais, naudojant ribosomas.

Tačiau eukariotų organizmuose šias ilgas genų sekas nutraukia tokio tipo seka, kuri nėra būtina aptariamam genui: intronai. Kad žinučių RNR būtų veiksmingai išverstas, šie intronai turi būti pašalinti.

RNR susiejimas yra mechanizmas, apimantis įvairias chemines reakcijas, naudojamas pašalinti elementus, kurie sutrikdo tam tikro geno seką. Išsaugoti elementai vadinami egzonais.

Kur tai atsitinka?

Spliceozoma yra didžiulis baltymų kompleksas, katalizuojantis splaisingo žingsnius. Jį sudaro penkių rūšių mažos branduolinės RNR, vadinamos U1, U2, U4, U5 ir U6, taip pat iš daugybės baltymų.

Spėliojama, ar sujungimas dalyvauja pre-mRNR sulankstyme, kad jis būtų tinkamai suderintas su dviem sritimis, kuriose įvyks sujungimo procesas.

Šis kompleksas sugeba atpažinti sutarimo seką, kurią dauguma intronų turi netoli savo 5 'ir 3' galų. Reikėtų pažymėti, kad Metazoanuose buvo rasta genų, kurie neturi šių sekų ir jų atpažinimui naudoja kitą mažų branduolinių RNR grupę.

Tipai

Literatūroje terminas splaisingas paprastai taikomas procesui, apimančiam Messenger RNR. Tačiau yra skirtingi sujungimo procesai, vykstantys kitose svarbiose biomolekulėse.

Baltymai taip pat gali susiveržti, šiuo atveju tai yra aminorūgščių seka, pašalinama iš molekulės.

Pašalintas fragmentas vadinamas „intein“. Šis procesas organizmuose vyksta natūraliai. Pagal šį principą molekulinė biologija sugebėjo sukurti įvairius metodus, susijusius su manipuliavimu baltymais.

Panašiai susiejimas vyksta ir DNR lygyje. Taigi dvi anksčiau atskirtos DNR molekulės gali būti sujungtos kovalentiniais ryšiais.

RNR splaisingo tipai

Kita vertus, atsižvelgiant į RNR tipą, yra skirtingos cheminės strategijos, kuriomis genas gali atsikratyti intronų. Ypač pre-mRNR susiejimas yra sudėtingas procesas, nes jis apima daugybę etapų, kuriuos katalizuoja spliceozoma. Chemiškai procesas vyksta peresterifikacijos reakcijomis.

Pvz., Mielėse procesas prasideda nuo 5 'srities suskaidymo atpažinimo vietoje, intron-egzono "kilpa" susidaro per 2'-5' fosfodiesterinį ryšį. Procesas tęsiasi susidarius plyšiui 3 'srityje ir galiausiai įvyksta dviejų egzonų sąjunga.

Kai kurie intronai, kurie ardo branduolinius ir mitochondrinius genus, gali būti suskaidomi nereikalaujant fermentų ar energijos, o veikiant transesterifikacijos reakcijoms. Šis reiškinys pastebėtas Tetrahymena thermophila organizme.

Priešingai, dauguma branduolinių genų priklauso intronų grupei, kuriai pašalinti reikalingi mechanizmai, skirti pagreitinti pašalinimo procesą.

Alternatyvus sujungimas

Žmonėms buvo pranešta, kad yra apie 90 000 skirtingų baltymų, ir anksčiau buvo manoma, kad turi būti identiškas genų skaičius.

Atsiradus naujoms technologijoms ir žmogaus genomo projektui, buvo galima padaryti išvadą, kad mes turime tik apie 25 000 genų. Taigi kaip įmanoma, kad turime tiek baltymų?

Egzonai negali būti surinkti ta pačia tvarka, kokia jie buvo perrašyti į RNR, tačiau jie gali būti išdėstyti sukuriant naujus derinius. Šis reiškinys žinomas kaip alternatyvus sujungimas. Dėl šios priežasties vienas perrašytas genas gali gaminti daugiau nei vieno tipo baltymus.

Šį baltymų ir genų skaičiaus neatitikimą 1978 m. Išaiškino tyrėjas Gilbertas, palikdamas tradicinę sąvoką „nes ten yra baltymas“.

Šaltinis: Nacionalinis žmogaus genomo tyrimų institutas (http://www.genome.gov/Images/EdKit/bio2j_large.gif), per „Wikimedia Commons“

funkcijos

Kelemen ir kt. (2013) „viena iš šio įvykio funkcijų yra padidinti pasiuntinių RNR įvairovę, be to, reguliuoti ryšius tarp baltymų, tarp baltymų ir nukleorūgščių bei tarp baltymų ir membranų“.

Anot šių autorių, „už alternatyvų sujungimą yra atsakingi už baltymų vietos, jų fermentinių savybių ir sąveikos su ligadais reguliavimą“. Tai taip pat buvo susijusi su ląstelių diferenciacijos procesais ir organizmų vystymusi.

Atsižvelgiant į evoliuciją, atrodo, kad tai yra svarbus pokyčių mechanizmas, nes nustatyta, kad didelei daliai aukštesnių eukariotinių organizmų kenčia daug alternatyvių jungčių. Be to, jis vaidina svarbų vaidmenį diferencijuojant rūšis ir keičiantis genomui.

Alternatyvus pleišėjimas ir vėžys

Yra įrodymų, kad bet kokia šių procesų klaida gali sukelti nenormalų ląstelės funkcionavimą ir sukelti rimtų pasekmių asmeniui. Tarp šių galimų patologijų išsiskiria vėžys.

Dėl šios priežasties, kaip naujas biologinis šių nenormalių sąlygų ląstelėse biologinis žymeklis, buvo pasiūlytas alternatyvus sujungimas. Panašiai, jei įmanoma visiškai suprasti ligos atsiradimo mechanizmo pagrindą, būtų galima pasiūlyti jų sprendimo būdus.

Nuorodos

1. Bergas, J. M., Stryeris, L., ir Tymoczko, J. L. (2007). Biochemija. Aš atbuline eiga.
2. De Conti, L., Baralle, M., ir Buratti, E. (2013). Egzono ir introno apibrėžimas pre-mRNR sandūrose. Tarpinstituciniai „Wiley“ atsiliepimai: RNR, 4 (1), 49–60.
3. Kelemen, O., Convertini, P., Zhang, Z., Wen, Y., Shen, M., Falaleeva, M., & Stamm, S. (2013). Alternatyvaus sujungimo funkcija. Gene, 514 (1), 1–30.
4. Lamondas, A. (1993). „Bioessays“, 15 (9), 595–603.
5. Roy, B., Haupt, LM, & Griffiths, LR (2013). Apžvalga: Alternatyvus genų pririšimas (AS) kaip baltymų kompleksiškumo generavimo metodas. Dabartinė genomika, 14 (3), 182–194.
6. Vila - Perelló, M., ir Muir, TW (2010). Baltymų sujungimo biologiniai pritaikymai. Cell, 143 (2), 191-200.
7. Liu, J., Zhang, J., Huang, B., & Wang, X. (2015). Alternatyvaus sujungimo mechanizmas ir jo taikymas diagnozuojant ir gydant leukemiją. Kinijos laboratorinės medicinos žurnalas, 38 (11), 730–732.