Функције и типови псеудогена



Тхе псеудогенес то су свеприсутне и прилично обилне секвенце у геномима живих бића, од животиња и биљака до бактерија. Историјски, они су сматрани фосилима или једноставно "јунк ДНА".

Међутим, данас је познато да псеудогени имају регулаторне функције, а неке чак могу бити транскрибоване у функционалну РНК. Његова улога у регулацији може се извршити утишавањем или формирањем малих РНК или промјенама у РНК који кодира за одређени протеин.

У студијама које су спроведене у људском геному, процењено је да постоји око 20 хиљада псеудогена - број који је упоредив са секвенцама које кодирају протеине.

Неки аутори сматрају да је тешко утврдити границу између гена и псеудогена, јер у неким случајевима нефункционалност гена није јасна. Садашње знање о псеудогенима је плитко и још увијек постоје многа питања у вези са предметом.

Индек

  • 1 Шта су псеудогени?
  • 2 Хистори
  • 3 Функције
  • 4 Врсте псеудогена
    • 4.1 Обрађено и необрађено
    • 4.2 Живи гени, фантомски и мртви псеудогени
  • 5 Еволуцијска перспектива
  • 6 Референце

Шта су псеудогени?

Псеудогени су копије одређених гена који имају недовољне или "оштећене" секвенце, из различитих разлога.

Ова оштећења настају услед промена оквира читања или преурањених стоп кодона. Међутим, структурално се сећате у неколико аспеката гена који их је створио.

Псеудогени могу бити лоцирани било гдје у геному. Процеси ретротранспозиције могу да доведу до њиховог групирања у суседним паралелним генима, или да буду убачени у удаљену локацију - чак иу другом хромозому.

Хистори

ДНК је комплекснија него што се чини. Нису сви делови протеина кодирање. То јест, нису све регије постале РНК гласника, која се затим преводи у низ аминокиселина - градивних блокова протеина.

Секвенцирањем хуманог генома постало је јасно да само мали део (око 2%) кодира протеине. Одмах су се биолози запитали о функцији ове огромне количине ДНК која је, очигледно, била неважна.

Дуги низ година, сва ДНК која није кодирала за протеине, или некодирајући ДНК, сматрана је - погрешно - јунк ДНА.

Ови региони укључују транспозитивне елементе, структурне варијанте, дупле сегменте, поновљене секвенце у тандему, конзервиране некодирајуће елементе, некодирајуће функционалне РНК, регулаторне елементе и псеудогене.

Данас је термин јунк ДНА потпуно одбачен из литературе. Докази су показали да псеудогени учествују као регулаторни елементи различитих ћелијских функција.

Први псеудоген који је пријављен 1977. године у ДНК водоземаца Ксенопус лаевис. Од тог тренутка почели су се јављати различити псеудогени, у различитим организмима, укључујући биљке и бактерије.

Функције

Како је дискутовано, псеудогени су далеко од тога да буду неактивне копије другог гена. Недавне студије подржавају идеју да псеудогени делују као регулаторни елементи у геному, модификујући своје "рођаке" који кодирају протеине.

Поред тога, неколико псеудогена може да се транскрибује у РНК, а неки показују специфичан образац активације сваког ткива.

Транскрипт псеудогена може се прерадити у мале интерферирајуће РНК које регулишу кодирајуће секвенце преко РНАи.

Значајно откриће је да су псеудогени способни да регулишу супресоре тумора и одређене онкогене, активирањем специфичних микроРНК..

У овом вриједном налазу је констатовано да псеудогени често губе своју регулацију током прогресије рака.

Ова чињеница оправдава дубље истраживање правог дјелокруга функције псеудогена, бољу представу о компликованој регулаторној мрежи у којој су укључени и кориштење ове информације у медицинске сврхе..

Врсте псеудогена

Обрађено и необрађено

Псеудогени су класификовани у две широке категорије: обрађене и непрерађене. Потоњи су подијељени у подкатегоризацију у унитарне и дупле псеудогене.

Псеудогени су настали погоршањем гена који су настали дуплицирањем у току еволуције. Ова "оштећења" се јављају кроз различите процесе, било да се ради о точкастим мутацијама, уметањима, брисањима или промјенама у отвореном оквиру читања.

Губитак продуктивности или експресије због горе наведених догађаја претвара се у производњу непрерађеног псеудогена. Оне јединице типа су једна копија родитељског гена која постаје нефункционална.

Непрерађени псеудогени и дупликати одржавају структуру гена, са интронима и егзонима. Насупрот томе, обрађени псеудогени потичу од догађаја ретротранспозиције.

Ретротранспозиција се дешава реинтеграцијом цДНК (комплементарна ДНК, која је реверзна копија транскрипта РНК поруке) у одређено подручје генома.

Дволанчана секвенца обрађеног псеудогена је генерисана од стране једног ланца РНА генерисаног РНА полимеразом ИИ.

Живи гени, псеудогени духови и мртви

Друга класификација, коју су предложили Џенг и Герштајн, класификује гене као живе гене, псеудогене и мртве псеудогене. Ова класификација се заснива на функционалности гена и на "животу" и "смрти" ових гена.

Под овом перспективом, живи гени су гени који кодирају протеине, а мртви псеудогени су елементи у геному који нису транскрибовани.

Средње стање се састоји од фантомских псеудогена, који се сврставају у три подкатегорије: псеудогене, псеудогене и псеудогене (од енглеског) псеудогена, псеудогена прасади и псеудогена који умире).

Еволуцијска перспектива

Геноми организама такође еволуирају и гени имају својство да се мењају и потичу де ново. Различити механизми посредују у овим процесима, међу којима су дуплирање гена, фузија и генска фисија, латерални трансфер гена итд..

Једном када је ген настао, он представља полазну тачку тако да еволутивне силе могу да делују.

Умножавање гена потиче од копије где, генерално, оригинални ген задржава своју функцију, а копија - која није под селективним притиском одржавања те почетне функције - може слободно мутирати и променити функцију.

Алтернативно, нови ген може мутирати на такав начин да заврши као псеудоген и изгуби своју функцију.

Референце

  1. Гроен, Ј.Н., Цапраро, Д., & Моррис, К.В. (2014). Појава псеудогена некодирајућих РНК у ћелијским функцијама. Међународни часопис за биохемију и ћелијску биологију, 54, 350-355.
  2. Пинк, Р.Ц., Вицкс, К., Цалеи, Д.П., Пунцх, Е.К., Јацобс, Л., & Цартер, Д.Р.Ф (2011). Псеудогени: псеудо-функционални или кључни регулатори здравља и болести?. Рна, 17(5), 792-798.
  3. Полисено, Л., Салмена, Л., Зханг, Ј., Царвер, Б., Хавеман, В.Ј., & Пандолфи, П.П. (2010). Кодирајућа независна функција гена и псеудогена мРНА регулише биологију тумора. Природа, 465(7301), 1033.
  4. Тутар И. (2012). Псеудогенес. Компаративна и функционална геномика, 2012, 424526.
  5. Зхенг, Д., & Герстеин, М. Б. (2007). Нејасна граница између гена и псеудогена: мртви се дижу или то чине?. Трендови у генетици, 23(5), 219-224.