Спајање (генетика) од чега се састоји, врсте



Тхе спајање, или РНА процес спајања, је феномен који се јавља у еукариотским организмима након транскрипције ДНК у РНК и укључује уклањање интрона гена, чувајући егзоне. Сматра се фундаменталним у експресији гена.

То се дешава кроз догађаје елиминације фосфодиестерске везе између егзона и интрона и касније везивање везе између егзона. Спајање се јавља у свим типовима РНК, али је релевантније у молекули РНК. Може се појавити иу ДНК и протеинским молекулима.

Могу се подвргнути договору или било којој промјени приликом састављања егзона. Овај догађај је познат као алтернативно спајање и има важне биолошке последице.

Индек

  • 1 Од чега се састоји??
  • 2 Где се то дешава??
  • 3 Типови
    • 3.1 Врсте спајања РНА
  • 4 Алтернативно повезивање
    • 4.1 Функције
    • 4.2 Алтернативно повезивање и рак
  • 5 Референце

Од чега се састоји??

Ген је ДНК секвенца са информацијама неопходним за експресију фенотипа. Концепт гена није стриктно ограничен на ДНК секвенце које су изражене као протеини.

Централна "догма" биологије укључује процес преписивања ДНК молекулској посредничкој РНК. То се затим претвара у протеине уз помоћ рибозома.

Међутим, код еукариотских организама ове дуге секвенце гена се прекидају типом секвенце која није неопходна за дотични ген: интроне. Да би се РНК преносила ефикасно, ови интрони морају бити елиминисани.

РНК спајање је механизам који укључује неколико хемијских реакција које се користе за уклањање елемената који прекидају секвенцу одређеног гена. Елементи који се конзервирају називају се егзони.

Где се то дешава??

Спицеосом је огроман комплекс протеина који је одговоран за катализирање корака спајања. Састоји се од пет типова малих нуклеарних РНА названих У1, У2, У4, У5 и У6, поред низа протеина.

Претпоставља се да сплицеосом учествује у преклапању пре-мРНК да би је исправно ускладио са два региона у којима ће се одвијати процес спајања..

Овај комплекс је у стању да препозна консензус секвенцу коју већина интрона поседује близу својих 5 'и 3' крајева. Треба напоменути да су гени пронађени у Метазоанима који не поседују ове секвенце и користе другу групу малих нуклеарних РНА за њихово препознавање..

Типови

У литератури се термин спајање обично примјењује на процес који укључује РНК гласника. Међутим, постоје различити процеси спајања који се јављају у другим важним биомолекулима.

Протеини се такође могу подвргнути спајању, у овом случају то је секвенца аминокиселина која се уклања из молекула.

Уклоњени фрагмент се зове "интеин". Овај процес се јавља природно у организмима. Молекуларна биологија је успела да створи разне технике користећи овај принцип који укључује манипулацију протеина.

На исти начин, спајање се дешава и на нивоу ДНК. Дакле, два молекула ДНК која су претходно била одвојена са способним за везивање помоћу ковалентних веза.

Врсте спајања РНА

С друге стране, у зависности од типа РНК постоје разлике у хемијским стратегијама у којима се ген може ослободити интрона. Посебно, спајање пре-мРНК је компликован процес, јер укључује низ корака који су катализовани сплицеосомом. Хемијски процес се одвија реакцијама трансестерификације.

У квасцима, на пример, процес почиње са разбијањем 5 'региона на месту препознавања, "петља" интрон-ексон се формира помоћу 2'-5'-фосфодиестерске везе. Процес се наставља формирањем јаза у 3 'региону и на крају долази до спајања два ексона.

Неки од интрона који прекидају нуклеарне и митохондријалне гене могу обављати своје спајање без потребе за ензимима или енергијом, али путем реакција трансестерификације. Овај феномен је примећен у телу Тетрахимена тхермопхила.

Насупрот томе, већина нуклеарних гена припада групи интрона који требају машинерију да катализују процес елиминације.

Алтернативе сплицинг

Код људи је пријављено да постоји око 90.000 различитих протеина и раније се сматрало да би требао постојати идентичан број гена.

Доласком нових технологија и пројекта људског генома, закључено је да имамо само око 25.000 гена. Како је могуће да имамо толико протеина?

Егзони се не могу саставити у истом редоследу у којем су транскрибовани у РНК, али су распоређени успостављањем нових комбинација. Овај феномен је познат као алтернативно спајање. Из тог разлога један транскрибовани ген може произвести више од једне врсте протеина.

Ова неусаглашеност између броја протеина и броја гена је објашњена 1978. године од стране истраживача Гилберта, остављајући иза себе традиционални концепт "за ген који постоји протеин".

Функције

За Келемен и сараднике (2013) "једна од функција овог догађаја је да повећа разноликост РНК порука, поред регулисања односа између протеина, између протеина и нуклеинских киселина, и између протеина и мембрана."

Према тим ауторима, "алтернативно спајање је одговорно за регулисање локализације протеина, њихових ензимских својстава и њихове интеракције са лигандима." Она је такође повезана са процесима диференцијације ћелија и развојем организама.

У светлу еволуције, чини се да је то важан механизам за промену, пошто је утврђено да велики проценат виших еукариотских организама пати од великих догађаја алтернативног спајања. Поред тога што игра важну улогу у диференцијацији врста иу еволуцији генома.

Алтернативно повезивање и рак

Постоје докази да било каква грешка у овим процесима може довести до абнормалног функционисања ћелије, што доводи до озбиљних посљедица за појединца. Унутар ових потенцијалних патологија, рак се истиче.

Због тога је предложено алтернативно спајање као нови биолошки маркер за ове абнормалне услове у ћелијама. Исто тако, ако можемо темељно разумјети основу механизма којим се болест појављује, могли бисмо предложити рјешења за њих.

Референце

  1. Берг, Ј. М., Стриер, Л., & Тимоцзко, Ј.Л. (2007). Биоцхемистри. Преокренуо сам.
  2. Де Цонти, Л., Баралле, М., & Буратти, Е. (2013). Дефиниција егзона и интрона у пре-мРНА срастању. Вилеи Интердисциплинари Ревиевс: РНА, 4(1), 49-60.
  3. Келемен, О., Цонвертини, П., Зханг, З., Вен, И., Схен, М., Фалалеева, М., & Стамм, С. (2013). Функција алтернативног спајања. Гене, 514(1), 1-30.
  4. Ламонд, А. (1993). Биоессаис, 15(9), 595-603.
  5. Рои, Б., Хаупт, Л.М., & Гриффитхс, Л.Р. (2013). Преглед: Алтернативни срастање (АС) гена као приступ генерисању комплекса протеина. Цуррент Геномицс, 14(3), 182-194.
  6. Вила-Перелло, М., & Муир, Т. В. (2010). Биолошке примене спајања протеина. Целл, 143(2), 191-200.
  7. Лиу, Ј., Зханг, Ј., Хуанг, Б., & Ванг, Кс. (2015). Механизам алтернативног спајања и његова примена у дијагностици и лечењу леукемије. Цхинесе Јоурнал оф Лаборатори Медицине, 38 (11), 730-732.