Zostrih (genetika) z čoho sa skladá, typy



spájanie, alebo proces zostrihu RNA je jav, ktorý sa vyskytuje v eukaryotických organizmoch po transkripcii DNA na RNA a zahŕňa odstránenie intrónov génu, pričom sa zachovajú exóny. Považuje sa za základ v génovej expresii.

Vyskytuje sa prostredníctvom eliminačných javov fosfodiesterovej väzby medzi exónmi a intrónmi a následným viazaním väzby medzi exónmi. Spájanie sa vyskytuje vo všetkých typoch RNA, je však relevantnejšie v molekule messenger RNA. Môže sa tiež vyskytovať v molekulách DNA a proteínov.

Pri montáži exónov môžu prejsť usporiadaním alebo akýmkoľvek druhom zmeny. Táto udalosť je známa ako alternatívne spájanie a má dôležité biologické dôsledky.

index

  • 1 Z čoho sa skladá??
  • 2 Kde sa to deje??
  • 3 Typy
    • 3.1 Typy zostrihu RNA
  • 4 Alternatívne spájanie
    • 4.1 Funkcie
    • 4.2 Alternatívny zostrih a rakovina
  • 5 Referencie

Z čoho sa skladá??

Gén je sekvencia DNA s informáciami potrebnými na expresiu fenotypu. Pojem gén nie je striktne obmedzený na DNA sekvencie, ktoré sú exprimované ako proteíny.

Centrálna "dogma" biológie zahŕňa proces transkripcie DNA do molekuly sprostredkujúcej mediátorovej molekuly molekuly. To sa následne premieta do proteínov pomocou ribozómov.

V eukaryotických organizmoch sú však tieto dlhé sekvencie génov prerušené typom sekvencie, ktorá nie je potrebná pre daný gén: intróny. Aby bola mediátorová RNA účinne preložená, musia byť tieto intróny eliminované.

Zostrih RNA je mechanizmus, ktorý zahŕňa niekoľko chemických reakcií použitých na odstránenie prvkov, ktoré prerušujú sekvenciu určitého génu. Prvky, ktoré sú zachované, sa nazývajú exóny.

Kde sa vyskytuje??

Spiceozóm je obrovský proteínový komplex, ktorý je zodpovedný za katalyzovanie krokov spájania. Pozostáva z piatich typov malých jadrových RNA nazývaných U1, U2, U4, U5 a U6, okrem radu proteínov..

Predpokladá sa, že spliceozóm sa podieľa na skladaní pre-mRNA, aby ho správne zladil s dvomi oblasťami, v ktorých sa vyskytne proces zostrihu..

Tento komplex je schopný rozpoznať konsenzus sekvenciu, že väčšina intrónov má blízko svojich 5 'a 3' koncov. Treba poznamenať, že gény sa našli v metazoánoch, ktoré nemajú tieto sekvencie a používajú na identifikáciu inú skupinu malých jadrových RNA.

typ

V literatúre je termín zostrih zvyčajne aplikovaný na proces, ktorý zahŕňa messenger RNA. Existujú však rôzne procesy spájania, ktoré sa vyskytujú v iných dôležitých biomolektoch.

Proteíny môžu tiež podliehať zostrihu, v tomto prípade je to sekvencia aminokyselín, ktorá je z molekuly odstránená.

Odstránený fragment sa nazýva "inteín". Tento proces sa prirodzene vyskytuje v organizmoch. Molekulárnej biológii sa podarilo tento princíp, ktorý zahŕňa manipuláciu s proteínmi, vytvoriť rôzne techniky.

Rovnakým spôsobom dochádza aj k zostrihu na úrovni DNA. Teda dve molekuly DNA, ktoré boli predtým oddelené schopnými viazania pomocou kovalentných väzieb.

Druhy zostrihu RNA

Na druhej strane, v závislosti od typu RNA existujú rozdiely v chemických stratégiách, v ktorých sa gén môže zbaviť intrónov. Najmä spájanie pre-mRNA je komplikovaný proces, pretože zahŕňa sériu krokov katalyzovaných spliceozómom. Chemicky sa proces uskutočňuje transesterifikačnými reakciami.

V kvasinkách, napríklad, proces začína rozbitím 5 'oblasti na rozpoznávacom mieste, intrón-exónová "slučka" je tvorená 2'-5'-fosfodiesterovou väzbou. Proces pokračuje tvorbou medzery v 3 'oblasti a nakoniec sa vyskytne spojenie dvoch exónov.

Niektoré z intrónov, ktoré prerušujú jadrové a mitochondriálne gény, môžu vykonávať ich zostrih bez potreby enzýmov alebo energie, ale prostredníctvom transesterifikačných reakcií. Tento jav bol pozorovaný v tele Tetrahymena thermophila.

Na rozdiel od toho väčšina jadrových génov patrí do skupiny intrónov, ktoré potrebujú stroje na urýchlenie procesu eliminácie.

Alternatívne spájanie

U ľudí sa uvádza, že existuje približne 90 000 rôznych proteínov a predtým sa predpokladalo, že by mal existovať rovnaký počet génov.

S príchodom nových technológií a projektu ľudského genómu sa dospelo k záveru, že máme len asi 25 000 génov. Ako je teda možné, že máme toľko proteínov?

Exóny nemôžu byť zostavené v rovnakom poradí, v akom boli transkribované na RNA, ale sú usporiadané vytvorením nových kombinácií. Tento jav je známy ako alternatívne spájanie. Z tohto dôvodu môže jediný transkribovaný gén produkovať viac ako jeden typ proteínu.

Tento nesúlad medzi počtom proteínov a počtom génov bol objasnený v roku 1978 výskumníkom Gilbertom, pričom zanechal tradičný koncept "pre gén, ktorý je proteín"..

funkcie

Pre Kelemen et al. (2013) "jednou z funkcií tejto udalosti je okrem diverzifikácie vzťahov medzi proteínmi, medzi proteínmi a nukleovými kyselinami a medzi proteínmi a membránami, zvýšenie rozmanitosti messengerových RNA."

Podľa týchto autorov, "alternatívny zostrih je zodpovedný za reguláciu lokalizácie proteínov, ich enzymatických vlastností a ich interakcie s ligandami." Tiež súvisí s procesmi bunkovej diferenciácie a vývoja organizmov.

Vo svetle evolúcie sa javí ako dôležitý mechanizmus zmeny, pretože sa zistilo, že vysoký podiel vyšších eukaryotických organizmov trpí vysokými udalosťami alternatívneho zostrihu. Okrem toho, že hrá dôležitú úlohu v diferenciácii druhov a vo vývoji genómu.

Alternatívny zostrih a rakovina

Existuje dôkaz, že akákoľvek chyba v týchto procesoch môže viesť k abnormálnemu fungovaniu bunky, čo má vážne dôsledky pre jednotlivca. V rámci týchto potenciálnych patológií vyniká rakovina.

Preto bol navrhnutý alternatívny zostrih ako nový biologický marker pre tieto abnormálne stavy v bunkách. Podobne, ak dokážeme dôkladne pochopiť základ mechanizmu, ktorým sa choroba vyskytuje, mohli by sme im navrhnúť riešenia.

referencie

  1. Berg, J. M., Stryer, L., & Tymoczko, J. L. (2007). biochémie. Obrátil som sa.
  2. De Conti, L., Baralle, M., & Buratti, E. (2013). Definícia exónu a intrónu v pre-mRNA zostrihu. Wiley Interdisciplinárne recenzie: RNA, 4(1), 49-60.
  3. Kelemen, O., Convertini, P., Zhang, Z., Wen, Y., Shen, M., Falaleeva, M., & Stamm, S. (2013). Funkcia alternatívneho spájania. gen, 514(1), 1-30.
  4. Lamond, A. (1993). Biosays, 15(9), 595-603.
  5. Roy, B., Haupt, L. M., & Griffiths, L. R. (2013). Prehľad: Alternatívny zostrih (AS) génov ako prístup na generovanie proteínovej komplexnosti. Súčasné genomiky, 14(3), 182-194.
  6. Vila-Perelló, M., & Muir, T. W. (2010). Biologické aplikácie spájania proteínov. bunka, 143(2), 191-200.
  7. Liu, J., Zhang, J., Huang, B., & Wang, X. (2015). Mechanizmus alternatívneho zostrihu a jeho aplikácia v diagnostike a liečbe leukémie. Chinese Journal of Laboratory Medicine, 38 (11), 730-732.