Splitsing (genetica)

RNA -gewrichtdiagram

Wat is splitsen?

Hij Splitsing o snijproces en RNA -splitsing is een moleculair fenomeen dat optreedt in eukaryotische organismen na de transcriptie van DNA naar RNA en omvat de eliminatie van de introns van een gen, met behoud van de exons. Wordt als fundamenteel beschouwd in genexpressie.

Het komt voor door gebeurtenissen om fosfodiéster -link tussen exons en introns en de daaropvolgende bondielunie tussen exons te elimineren. 

Splitsing vindt plaats in alle soorten RNA; Het is echter relevanter in het RNA -molecuul van de boodschapper. Het kan ook voorkomen in DNA- en eiwitmoleculen.

Op het moment van het samenstellen van de exons hebben ze een regeling of een wijzigingspercentage. Deze gebeurtenis staat bekend als alternatieve splicing en heeft belangrijke biologische gevolgen.

Wat is splitsen?

Een gen is een DNA -sequentie met de benodigde informatie om een ​​fenotype tot uitdrukking te brengen. Het concept van gen is niet strikt beperkt tot DNA -sequenties die worden uitgedrukt als eiwitten.

Het centrale "dogma" van de biologie omvat het proces van transcriptie van DNA naar een intermediair molecuul, het messenger RNA. Dit vertaalt op zijn beurt in eiwitten met behulp van ribosomen.

In eukaryotische organismen worden deze lange sequenties van genen echter onderbroken door een soort sequenties die niet nodig zijn voor het betreffende gen: introns. Om het RNA van de boodschapper, het kan effectief worden vertaald, moeten deze introns worden geëlimineerd.

RNA -splitsing is een mechanisme dat verschillende chemische reacties omvat, gebruikt om elementen te verwijderen die de sequentie van een bepaald gen onderbreken. De elementen die worden geconserveerd, worden exons genoemd.

Het kan u van dienst zijn: Hollandische erfenis: kenmerken, functies van genen, degeneratie

Waar de splicing optreedt?

Espliceosoma is een enorm eiwit natuurcomplex dat verantwoordelijk is voor het katalyseren van de stappen van splicing. Het bestaat uit vijf soorten klein-nucleair RNA, genaamd U1, U2, U4, U5 en U6, naast een reeks eiwitten.

Er wordt gespeculeerd dat het explictosoom deelneemt aan het vouwen van de pre-arnm om het correct uit te lijnen met de twee regio's waar het splitsingsproces zal optreden.

Dit complex kan de consensussequentie herkennen die de meeste introns hebben over hun uiteinden 5 'en 3'. Opgemerkt moet worden dat genen zijn gevonden in metazoa die deze sequenties niet bezitten en een andere kleine nucleaire RNA-groep gebruiken voor herkenning.

Splitsingstypen

In de literatuur wordt de term splitsing meestal toegepast op het proces waarbij het RNA van de boodschapper betrokken is. Er zijn echter verschillende splitsingsprocessen die voorkomen in andere belangrijke biomoleculen.

Eiwitten kunnen ook experimenteren met splitsing, in dit geval is het een volgorde van aminozuren die uit de molecuul wordt verwijderd.

Het geëlimineerde fragment wordt "intenlena" genoemd. Dit proces komt op natuurlijke wijze voor in organismen. Moleculaire biologie is erin geslaagd om verschillende technieken te creëren met behulp van dit principe waarbij eiwitmanipulatie betrokken is.

Evenzo treedt splitsing ook op bij DNA -niveau. Aldus kunnen twee DNA -moleculen die eerder waren gescheiden, samenvoegen door covalente bindingen.

Soorten RNA -splitsing

Aan de andere kant zijn er, afhankelijk van het type RNA, verschillende chemische strategieën waarin het gen van introns kan afkomen.

In het bijzonder pre-arrm splicing is een gecompliceerd proces, omdat het een reeks stappen omvat die worden gekatalyseerd door het espliceosoom. Chemisch gezien treedt het proces op als gevolg van transcesservoorreacties.

Kan u van dienst zijn: Dominant Allel: kenmerken en voorbeelden

In gisten begint het proces bijvoorbeeld met de breuk van regio 5 'op de herkenningslocatie, de intron-exon "lus" wordt gevormd door een 2'-5' fosfodiéster-link. Het proces gaat door met de vorming van een opening in regio 3 ', en uiteindelijk treedt de unie van de twee exons voor.

Sommige van de introns die nucleaire en mitochondria -genen onderbreken, kunnen hun splicing uitvoeren zonder de noodzaak van enzymen of energie, maar door middel van transcesseratiereacties. Zei dat het fenomeen in het lichaam werd waargenomen Tetrahymena thermophila.

De meeste nucleaire genen behoren daarentegen tot de groep introns die machines nodig hebben die het eliminatieproces catalogieert.

Alternatieve splicing

Bij mensen is gemeld dat er ongeveer 90 zijn.000 verschillende eiwitten, en eerder gedacht dat er een identiek aantal genen zou moeten zijn.

Met de komst van nieuwe technologieën en het Human Genome Project kan worden geconcludeerd dat we er maar ongeveer 25 hebben.000 genen. Dus hoe is het mogelijk dat we zoveel eiwitten hebben?

De exons kunnen niet worden geassembleerd in dezelfde volgorde waarin ze zijn getranscribeerd naar het RNA, maar worden gefixeerd door nieuwe combinaties vast te stellen.

Dit fenomeen staat bekend als alternatieve splicing. Om deze reden kan een enkel getranscribeerd gen meer dan één type eiwit produceren.

Deze incongruentie tussen het aantal eiwitten en het aantal genen werd in 1978 opgehelderd door onderzoeker Gilbert, waardoor het traditionele concept van "door een gen er een eiwit is" achter.

Alternatief splitsingsdiagram. Bron: National Genome Research Institute, Wikimedia Commons

Functie

Voor Kelemen en medewerkers (2013), "is een van de functies van dit evenement.

Kan u van dienst zijn: multifactoriële erfenis

Volgens deze auteurs is "alternatieve splicing verantwoordelijk voor het reguleren van de locatie van eiwitten, hun enzymatische eigenschappen en hun interactie met liganden". Het is ook gerelateerd aan de processen van celdifferentiatie en de ontwikkeling van organismen.

In het licht van de evolutie lijkt het een belangrijk mechanisme voor verandering te zijn, omdat een groot deel van hogere eukaryotische organismen die lijden aan hoge alternatieve splicing -gebeurtenissen zijn gevonden. Naast het spelen van een belangrijke rol in de differentiatie van soorten en in de evolutie van het genoom.

Alternatieve splicing en kanker

Er zijn aanwijzingen dat elke fout in deze processen kan leiden tot abnormaal functioneren van de cel, waardoor ernstige gevolgen voor het individu worden veroorzaakt. Binnen deze potentiële pathologieën valt kanker op.

Dat is de reden waarom alternatieve splicing is voorgesteld als een nieuwe biologische marker voor deze abnormale omstandigheden in cellen.

Evenzo, als de basis van het mechanisme waarmee de ziekte optreedt, kan oplossingen voor hen worden bereikt, kunnen oplossingen worden gesuggereerd.

Referenties

1. Berg, J. M., Stryer, l., & Tymoczko, J. L. (2007). Biochemie. Ik heb omgekeerd.
2. Van conti, l., Baralle, m., & Buratti, en. (2013). Exon en intron definitie in pre -mRNA splicing. Wiley interdisciplinaire beoordelingen: RNA, 4(1), 49-60.
3. Kelemen, of., Convertini, p., Zhang, Z., Wen, en., Shen, m., Falaleeva, m., & Stamm, s. (2013). Functie van alternatieve splicing. Gen, 514(1), 1-30.
4. Lamond, a. (1993). Het spliceosome. Biosessays, 15(9), 595-603.
5. Vila-Perelló, m., & Muir, T. W. (2010). Biologische toepassingen van eiwitsplicing. Cel, 143(2), 191-200.