Splicing (genetik) vad det består av, typer



den splitsning, eller RNA-splitsningsprocessen, är ett fenomen som uppträder i eukaryota organismer efter transkription av DNA till RNA och involverar avlägsnande av inträngerna hos en gen, som bevarar exonen. Det anses vara grundläggande för genuttryck.

Det sker genom eliminering av fosfodiesterbindningen mellan exonerna och intronerna och efterföljande bindning av bindningen mellan exonerna. Splicing sker i alla typer av RNA, men det är mer relevant i messenger RNA-molekylen. Det kan också förekomma i DNA- och proteinmolekyler.

De kan genomgå ett arrangemang eller någon typ av förändring vid montering av exoner. Denna händelse är känd som alternativ splitsning och har viktiga biologiska konsekvenser.

index

  • 1 Vad består det av??
  • 2 var händer det?
  • 3 typer
    • 3.1 Typer av RNA-splitsning
  • 4 Alternativ splicing
    • 4.1 Funktioner
    • 4.2 Alternativ splitsning och cancer
  • 5 referenser

Vad består det av??

En gen är en DNA-sekvens med den information som är nödvändig för att uttrycka en fenotyp. Begreppet gen är inte strängt begränsat till DNA-sekvenser som uttrycks som proteiner.

Den centrala "dogmen" av biologi involverar processen att transkribera DNA till ett molekylförmedlande budbärar-RNA. Detta omvandlas i sin tur till proteiner med hjälp av ribosomer.

I eukaryota organismer avbryts emellertid dessa långa sekvenser av gener av en typ av sekvens som inte är nödvändig för genen i fråga: intronerna. För att messenger-RNA ska översättas effektivt måste dessa introner elimineras.

RNA-splitsning är en mekanism som innefattar flera kemiska reaktioner som används för att avlägsna element som avbryter sekvensen för en viss gen. De element som bevaras kallas exoner.

Var sker det??

Spiceosomen är ett enormt proteinkomplex som är ansvarigt för att katalysera stegen i splicing. Den består av fem typer av små kärn-RNA som heter U1, U2, U4, U5 och U6, förutom en serie proteiner.

Det spekuleras att spliceosomen deltar i vikningen av pre-mRNA för att inrikta det korrekt med de två regionerna där splitsningsprocessen kommer att inträffa.

Detta komplex kan känna igen konsensussekvensen som de flesta introner har nära sina 5'- och 3'-ändar. Det bör noteras att gener har hittats i Metazoans som inte har dessa sekvenser och använder en annan grupp av små kärn-RNA för deras erkännande.

Typ

I litteraturen används termen splitsning vanligtvis på processen som involverar messenger-RNA. Det finns emellertid olika splitsningsprocesser som förekommer i andra viktiga biomolekyler.

Proteiner kan också genomgå splicing, i detta fall är det en sekvens av aminosyror som avlägsnas från molekylen.

Det borttagna fragmentet kallas "intein". Denna process sker naturligt i organismer. Molekylärbiologi har lyckats skapa olika tekniker som använder denna princip som involverar manipulation av proteiner.

På samma sätt sker splitsning också på DNA-nivån. Således två DNA-molekyler som tidigare separerades med förmåga att binda med hjälp av kovalenta bindningar.

Typer av RNA-splitsning

Å andra sidan, beroende på typen av RNA finns skillnader i kemiska strategier där genen kan bli av med intronerna. Speciellt är splitsningen av pre-mRNA en komplicerad process, eftersom den involverar en serie steg som katalyseras av spliceosomen. Kemiskt sker processen genom transesterifieringsreaktioner.

I jäst, till exempel, börjar processen med brytningen av 5'-regionen vid igenkänningsstället, är intron-exon-slingan bildad av en 2'-5'-fosfodiesterbindning. Processen fortsätter med bildandet av ett gap i 3'-regionen och slutligen förekommer fackföreningen av de två exonerna.

Några av de introner som avbryter nukleära och mitokondria gener kan utföra sin splitsning utan att behöva enzymer eller energi, utan genom transesterifieringsreaktioner. Detta fenomen observerades i kroppen Tetrahymena thermophila.

Däremot hör de flesta kärngener till gruppen av introner som behöver maskiner för att katalysera elimineringsprocessen.

Alternativ splitsning

Hos människor har det rapporterats att det finns cirka 90 000 olika proteiner och tidigare trodde man att det skulle finnas ett identiskt antal gener.

Med ankomsten av ny teknik och det mänskliga genomprojektet drogs slutsatsen att vi bara har cirka 25 000 gener. Så hur är det möjligt att vi har så många proteiner?

Exonsna får inte monteras i samma ordning som de transkriberas till RNA, men de ordnas genom att skapa nya kombinationer. Detta fenomen är känt som alternativ splitsning. Av denna anledning kan en enda transkriberad gen producera mer än en typ av protein.

Denna inkongruens mellan antalet proteiner och antalet gener belyses 1978 av forskaren Gilbert och lämnar det traditionella begreppet "för en gen finns ett protein".

funktioner

För Kelemen et al. (2013) "är en av funktionerna i denna händelse att öka mångfalden av messenger-RNA, förutom att reglera relationerna mellan proteiner, mellan proteiner och nukleinsyror och mellan proteiner och membran."

Enligt dessa författare är "alternativ splicing ansvarig för att reglera lokaliseringen av proteiner, deras enzymatiska egenskaper och deras interaktion med ligander." Det har också varit relaterat till celldifferentieringsprocessen och utvecklingen av organismer.

I ljuset av utvecklingen verkar det vara en viktig mekanism för förändring, eftersom en stor andel av högre eukaryota organismer har visat sig leda till höga händelser av alternativ splicing. Förutom att spela en viktig roll i differentiering av arter och i genomets utveckling.

Alternativ splitsning och cancer

Det finns bevis på att eventuella fel i dessa processer kan leda till cellens abnorma funktion, vilket ger allvarliga konsekvenser för individen. Inom dessa potentiella patologier, utbryter cancer.

Därför har alternativ splicing föreslagits som en ny biologisk markör för dessa onormala tillstånd i celler. På samma sätt, om vi kan förstå grundligt grunden för den mekanism som sjukdomen uppstår kan vi föreslå lösningar för dem.

referenser

  1. Berg, J. M., Stryer, L., & Tymoczko, J. L. (2007). biokemi. Jag vände om.
  2. De Conti, L., Baralle, M., & Buratti, E. (2013). Exon och intron-definition i pre-mRNA-splicing. Wiley Tvärvetenskapliga recensioner: RNA, 4(1), 49-60.
  3. Kelemen, O., Convertini, P., Zhang, Z., Wen, Y., Shen, M., Falaleeva, M. & Stamm, S. (2013). Funktion av alternativ splicing. 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). Granskning: Alternativ Splicing (AS) av gener som en tillvägagångssätt för generering av proteinkomplexitet. Nuvarande Genomics, 14(3), 182-194.
  6. Vila-Perelló, M., & Muir, T. W. (2010). Biologiska tillämpningar av proteinsplitning. cell, 143(2), 191-200.
  7. Liu, J., Zhang, J., Huang, B., & Wang, X. (2015). Mekanism för alternativ splicing och dess tillämpning vid diagnos och behandling av leukemi. Chinese Journal of Laboratory Medicine, 38 (11), 730-732.