Pseudogenes funktioner och typer



den pseudogener de är allestädes närvarande och ganska rikliga sekvenser i levande varelser, från djur och växter till bakterier. Historiskt betraktades de som fossiler eller helt enkelt som "skräp DNA".

Men idag är det känt att pseudogener har regleringsfunktioner, och vissa kan till och med transkriberas till ett funktionellt RNA. Dess roll i reglering kan utföras genom att tysta eller bilda små RNA eller genom förändringar i messenger RNA som kodar för ett visst protein.

I studier utförda i humant genom har det beräknats att det finns cirka 20 tusen pseudogener - ett tal som är jämförbart med sekvenserna som kodar proteiner.

Vissa författare anser att det är svårt att fastställa en gräns mellan en gen och en pseudogen, eftersom det i vissa fall inte är generellt att generna inte fungerar. Den nuvarande kunskapen om pseudogener är grund och det finns fortfarande många frågor om ämnet.

index

  • 1 Vad är pseudogener?
  • 2 historia
  • 3 funktioner
  • 4 Typer av pseudogener
    • 4.1 Bearbetad och obearbetad
    • 4.2 Levande gener, fantom och döda pseudogener
  • 5 Evolutionärt perspektiv
  • 6 referenser

Vad är pseudogener?

Pseudogener är kopior av vissa gener som har bristfälliga eller "skadade" sekvenser av olika skäl.

Dessa skador uppstår på grund av förändringar i läsramar eller för tidiga stoppkodon. Men du kommer ihåg strukturellt i flera aspekter av genen som härstammar från dem.

Pseudogener kan lokaliseras var som helst i genomet. Retrotranspositionsprocesserna kan få dem att grupperas intill deras paraloggen eller införas i ett avlägset läge - även i ett annat kromosom.

historia

DNA är mer komplext än det verkar. Inte alla delar av det är proteinkodning. Det vill säga, inte alla regioner blir ett budbärare-RNA, som sedan översätts till en sekvens av aminosyror - byggstenarna av proteiner.

Med sekvenseringen av det humana genomet blev det mycket tydligt att endast en liten del (ca 2%) kodar för proteiner. Biologerna undrade omedelbart funktionen av denna enorma mängd DNA som uppenbarligen inte var av betydelse.

Under många år ansågs allt DNA som inte kodade för proteiner eller icke-kodande DNA, felaktigt - som skräp-DNA.

Dessa regioner inkluderar omflyttbara element, strukturella varianter, duplicerade segment, i tandem upprepade sekvenser, konserverade icke-kodande element, funktionell icke-kodande RNA, regulatoriska element och pseudogener.

Idag har termen skräp-DNA helt bortkastats från litteraturen. Bevis har gjort det klart att pseudogener deltar som regleringselement av olika cellulära funktioner.

Den första pseudogen som rapporterades var år 1977 i DNA från amfibian Xenopus laevis. Från det ögonblicket började olika pseudogener rapporteras, i olika organismer, inklusive växter och bakterier.

funktioner

Som diskuterat är pseudogener långt ifrån inaktiva kopior av en annan gen. Nyliga studier stöder idén om att pseudogener fungerar som reglerande element i genomet, modifiera deras "kusiner" som kodar för proteiner.

Dessutom kan flera pseudogener transkriberas i RNA, och vissa visar ett specifikt aktiveringsmönster av varje vävnad.

Transkriptionen av pseudogenen kan behandlas till små interfererande RNA som reglerar de kodande sekvenserna via RNAi.

Ett anmärkningsvärt fynd var att pseudo kan reglera tumörsuppressorer och onkogener säker, genom aktivering av specifika mikroRNA.

I denna värdefulla upptäckt noterades att pseudogener ofta förlorar sin reglering under cancerprogression.

Detta motiverar ytterligare utredning om den verkliga omfattningen av pseudo funktion, för att få en bättre uppfattning om det invecklade regelverket nätverk som är inblandade, och använda denna information för medicinska ändamål.

Typer av pseudogener

Bearbetas och bearbetas inte

Pseudogener klassificeras i två stora kategorier: bearbetade och obearbetade. De senare är uppdelade i en underkategori i enhetliga och dubbla pseudogener.

Pseudogener produceras av försämringen av gener som uppstod genom dubbelarbete under utvecklingens gång. Dessa "försämringar" uppstår genom olika processer, oavsett punktmutationer, infogningar, raderingar eller förändringar i den öppna läsramen.

Förlusten av produktivitet eller uttryck på grund av ovan nämnda händelser omvandlas till produktion av obearbetad pseudogen. De av enhetstypen är en enda kopia av en modergen som blir icke-funktionell.

De obearbetade pseudogenerna och duplikaten bibehåller strukturen hos en gen, med introner och exoner. Däremot härrör de bearbetade pseudogenerna från retrotranspositionshändelser.

Retrotransposition sker genom återanpassning av ett cDNA (komplementärt DNA som är en kopia av en omvänd transkript-mRNA) i ett visst område av genomet.

Den dubbelsträngade sekvensen av den behandlade pseudogenen alstras av ett enkelsträng-RNA genererat av RNA-polymeras II.

Levande gener, spökepseudogener och döda

En annan klassificering, som föreslås av Zheng och Gerstein, klassificerar gener som levande gener, pseudogenesfantomer och döda pseudogener. Denna klassificering är baserad på genens funktionalitet, och på "livet" och "döden" av dessa.

Under detta perspektiv är levande gener de gener som kodar för proteiner, och döda pseudogener är element i genomet som inte transkriberas.

Ett mellanliggande tillstånd består av spöken pseudogener, som klassificeras in i tre underkategorier: Jag pseudogen exaptado, pseudogen i Blånor och döende pseudogen (engelska exakt pseudogen, piggy-back pseudogen och döende pseudogen).

Evolutionärt perspektiv

Genomerna av organismer utvecklas också och gener har egenskapen att förändras och härstamma från de novo. Olika mekanismer förmedlar dessa processer, bland annat gent dupliering, fusion och genfission, lateral överföring av gener etc..

När en gen har sitt ursprung, representerar den en utgångspunkt så att de evolutionära krafterna kan agera.

Genduplikation uppkommer där den ursprungliga kopian genen bibehåller generellt dess funktion och kopiera - inte under selektivt tryck för att bibehålla nämnda ursprungliga funktion - kan mutera och förändring funktion fritt.

Alternativt kan den nya genen mutera på ett sådant sätt att det slutar att vara en pseudogen och förlorar sin funktion.

referenser

  1. Groen, J. N., Capraro, D., & Morris, K. V. (2014). Den framväxande rollen av pseudogena icke-kodande RNA i cellulära funktioner. Den internationella tidskriften biochemistry & cell biology, 54, 350-355.
  2. Rosa, R.C., Wicks, K., Caley, D.P., stansar, K. E., Jacobs, L., & Carter, D.R. F. (2011). Pseudogener: pseudofunktionella eller nyckelregulatorer i hälsa och sjukdom?. rna, 17(5), 792-798.
  3. Poliseno, L., Salmena, L., Zhang, J., Carver, B., Haveman, W. J. & Pandolfi, P. P. (2010). En kodningsoberoende funktion av gen- och pseudogena mRNA reglerar tumörbiologi. Nature, 465(7301), 1033.
  4. Tutar Y. (2012). pseudogener. Jämförande och funktionell genomik, 2012, 424.526.
  5. Zheng, D., & Gerstein, M. B. (2007). Den tvetydiga gränsen mellan gener och pseudogener: de döda stiger upp, eller gör de?. Trends in Genetics, 23(5), 219-224.