Spajanje (genetika) od čega se sastoji, vrste



srastanje, ili RNA proces spajanja, je fenomen koji se javlja u eukariotskim organizmima nakon transkripcije DNA u RNK i uključuje uklanjanje introna gena, čuvajući egzone. Smatra se temeljnim u ekspresiji gena.

To se događa preko događaja eliminacije fosfodiesterske veze između egzona i introna i naknadnog vezivanja veze između egzona. Spajanje se događa u svim tipovima RNA, ali je relevantnije u molekuli RNA. Može se pojaviti iu DNA i proteinskim molekulama.

Mogu se podvrgnuti dogovoru ili bilo kojoj promjeni prilikom sastavljanja egzona. Ovaj događaj poznat je kao alternativno povezivanje i ima važne biološke posljedice.

indeks

  • 1 Od čega se sastoji??
  • 2 Gdje se to događa??
  • 3 Vrste
    • 3.1 Vrste spajanja RNA
  • 4 Alternativno povezivanje
    • 4.1 Funkcije
    • 4.2 Alternativno povezivanje i rak
  • 5 Reference

Od čega se sastoji??

Gen je DNA slijed s informacijama potrebnim za ekspresiju fenotipa. Koncept gena nije strogo ograničen na DNA sekvence koje su izražene kao proteini.

Središnja "dogma" biologije uključuje proces prepisivanja DNA molekulskoj posredničkoj RNA. To se pak pretvara u proteine ​​uz pomoć ribosoma.

Međutim, u eukariotskim organizmima ove duge sekvence gena su prekinute tipom slijeda koji nije potreban za dotični gen: introne. Da bi se RNA prenijela učinkovito, ti introni moraju biti eliminirani.

RNA spajanje je mehanizam koji uključuje nekoliko kemijskih reakcija koje se koriste za uklanjanje elemenata koji prekidaju sekvencu određenog gena. Elementi koji se konzerviraju nazivaju se egzoni.

Gdje se to događa??

Spiceosom je ogroman kompleks proteina koji je odgovoran za kataliziranje koraka spajanja. Sastoji se od pet tipova malih nuklearnih RNA nazvanih U1, U2, U4, U5 i U6, uz niz proteina.

Pretpostavlja se da spliceosom sudjeluje u preklapanju pre-mRNA kako bi ga ispravno uskladio s dvije regije u kojima će se odvijati proces spajanja..

Ovaj kompleks je u stanju prepoznati konsenzus sekvencu koju većina introna posjeduje blizu svojih 5 'i 3' krajeva. Treba napomenuti da su geni pronađeni u Metazoanima koji ne posjeduju ove sekvence i koriste drugu skupinu malih nuklearnih RNA za njihovo prepoznavanje..

vrsta

U literaturi se termin spajanje obično primjenjuje na proces koji uključuje prijenosnu RNA. Međutim, postoje različiti procesi spajanja koji se javljaju u drugim važnim biomolekulama.

Proteini se također mogu podvrgnuti spajanju, u ovom slučaju to je sekvencija aminokiselina koja se uklanja iz molekule.

Uklonjeni fragment se naziva "intein". Taj se proces prirodno događa u organizmima. Molekularna biologija je uspjela stvoriti različite tehnike koristeći ovaj princip koji uključuje manipulaciju proteina.

Na isti način, spajanje se događa i na razini DNA. Dakle, dvije DNA molekule koje su prethodno bile odvojene s sposobnošću vezanja pomoću kovalentnih veza.

Vrste spajanja RNA

S druge strane, ovisno o tipu RNA postoje razlike u kemijskim strategijama u kojima se gen može riješiti introna. Osobito je spajanje pre-mRNA kompliciran proces, budući da uključuje niz koraka kataliziranih spliceosomom. Kemijski, proces se odvija reakcijama transesterifikacije.

U kvascima, na primjer, postupak započinje razbijanjem 5 'regije na mjestu prepoznavanja, "petlja" intron-ekson se formira pomoću 2'-5'-fosfodiesterske veze. Proces se nastavlja formiranjem jaza u 3 'regiji i konačno dolazi do spajanja dvaju egzona.

Neki od introna koji prekidaju nuklearne i mitohondrijske gene mogu obavljati svoje spajanje bez potrebe za enzimima ili energijom, ali putem reakcija transesterifikacije. Ovaj fenomen je uočen u tijelu Tetrahymena thermophila.

Nasuprot tome, većina nuklearnih gena pripada grupi introna koji trebaju strojeve za kataliziranje procesa eliminacije.

Alternativno povezivanje

U ljudi je prijavljeno da postoji oko 90.000 različitih proteina i ranije se smatralo da bi trebao postojati identičan broj gena.

Dolaskom novih tehnologija i projekta ljudskog genoma zaključeno je da imamo samo oko 25.000 gena. Kako je onda moguće da imamo toliko proteina?

Eksoni se ne mogu sastavljati u istom redoslijedu u kojem su transkribirani u RNA, ali su raspoređeni uspostavljanjem novih kombinacija. Ovaj fenomen poznat je kao alternativno povezivanje. Zbog toga jedan transkribirani gen može proizvesti više od jedne vrste proteina.

Ova neskladnost između broja proteina i broja gena rasvijetljena je 1978. godine od strane istraživača Gilberta, ostavljajući iza sebe tradicionalni koncept "za gen koji postoji protein".

funkcije

Za Kelemen i sur. (2013) "jedna od funkcija ovog događaja je povećati raznolikost glasničkih RNA, pored reguliranja odnosa između proteina, između proteina i nukleinskih kiselina, te između proteina i membrana."

Prema tim autorima, "alternativno povezivanje je odgovorno za reguliranje lokalizacije proteina, njihovih enzimskih svojstava i njihove interakcije s ligandima." Također je povezana s procesima stanične diferencijacije i razvoja organizama.

U svjetlu evolucije, čini se da je važan mehanizam za promjenu, budući da je utvrđeno da veliki udio viših eukariotskih organizama pati od velikih događaja alternativnog spajanja. Osim što igra važnu ulogu u diferencijaciji vrsta iu evoluciji genoma.

Alternativna povezivanja i rak

Postoje dokazi da bilo kakva pogreška u tim procesima može dovesti do abnormalnog funkcioniranja stanice, uzrokujući ozbiljne posljedice za pojedinca. Unutar tih potencijalnih patologija, rak se ističe.

Zbog toga je predloženo alternativno spajanje kao novi biološki marker za ove abnormalne uvjete u stanicama. Isto tako, ako možemo temeljito razumjeti osnovu mehanizma kojim se bolest pojavljuje, mogli bismo predložiti rješenja za njih.

reference

  1. Berg, J. M., Stryer, L., i Tymoczko, J.L. (2007). biokemija. Preokrenuo sam.
  2. De Conti, L., Baralle, M., i Buratti, E. (2013). Definicija egzona i introna u pre-mRNA srastanju. Wiley Interdisciplinarni osvrti: RNA, 4(1), 49-60.
  3. Kelemen, O., Convertini, P., Zhang, Z., Wen, Y., Shen, M., Falaleeva, M., & Stamm, S. (2013). Funkcija alternativnog spajanja. gen, 514(1), 1-30.
  4. Lamond, A. (1993). Spliceosom. Bioessays, 15(9), 595-603.
  5. Roy, B., Haupt, L.M., & Griffiths, L.R. (2013). Pregled: Alternativni srastanje (AS) gena kao pristup generiranju kompleksa proteina. Trenutna genomika, 14(3), 182-194.
  6. Vila-Perelló, M., i Muir, T.W. (2010). Biološke primjene spajanja proteina. ćelija, 143(2), 191-200.
  7. Liu, J., Zhang, J., Huang, B., & Wang, X. (2015). Mehanizam alternativnog spajanja i njegova primjena u dijagnostici i liječenju leukemije. Chinese Journal of Laboratory Medicine, 38 (11), 730-732.