Splicing (genetica) waaruit het bestaat, typen



de splicing, of RNA splicing proces, is een verschijnsel dat optreedt in eukaryotische organismen na transcriptie van DNA tot RNA en omvat de verwijdering van introns van een gen, behouden exons. Het wordt als fundamenteel beschouwd in genexpressie.

Het vindt plaats door eliminatiegebeurtenissen van de fosfodiesterbinding tussen de exons en de introns en de daaropvolgende binding van de binding tussen de exons. Splicing komt voor in alle soorten RNA, maar het is relevanter in het messenger-RNA-molecuul. Het kan ook voorkomen in DNA- en eiwitmoleculen.

Ze kunnen een arrangement of een ander soort verandering ondergaan bij het samenstellen van de exons. Deze gebeurtenis staat bekend als alternatieve splitsing en heeft belangrijke biologische gevolgen.

index

  • 1 Waar bestaat het uit??
  • 2 Waar gebeurt het??
  • 3 soorten
    • 3.1 Typen RNA-koppeling
  • 4 Alternatieve splitsing
    • 4.1 Functies
    • 4.2 Alternatieve splitsing en kanker
  • 5 Referenties

Waar bestaat het uit??

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

Het centrale "dogma" van de biologie omvat het proces van het transcriberen van DNA naar een boodschapper-RNA van een intermediair molecuul. Dit vertaalt zich op zijn beurt in eiwitten met behulp van ribosomen.

In eukaryote organismen worden deze lange sequenties van genen echter onderbroken door een type sequentie dat niet noodzakelijk is voor het gen in kwestie: de introns. Om het boodschapper-RNA efficiënt te kunnen vertalen, moeten deze introns worden geëlimineerd.

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

Waar komt het voor??

Het spiceosoom is een enorm eiwitcomplex dat verantwoordelijk is voor het katalyseren van de stappen van het splitsen. Het bestaat uit vijf soorten klein nucleair RNA genaamd U1, U2, U4, U5 en U6, naast een reeks eiwitten.

Er wordt gespeculeerd dat het spliceosoom deelneemt aan het vouwen van het pre-mRNA om het correct uit te lijnen met de twee gebieden waar het splitsingsproces zal plaatsvinden.

Dit complex is in staat om de consensussequentie te herkennen die de meeste introns bezitten nabij hun 5'- en 3'-uiteinden. Opgemerkt moet worden dat genen zijn gevonden in Metazoans die deze sequenties niet bezitten en een andere groep van kleine nucleaire RNA's gebruiken voor hun herkenning.

type

In de literatuur wordt de term splicing gewoonlijk toegepast op het proces dat boodschapper-RNA omvat. Er zijn echter verschillende splitsingsprocessen die voorkomen in andere belangrijke biomoleculen.

Eiwitten kunnen ook worden gesplitst, in dit geval is het een sequentie van aminozuren die uit het molecuul wordt verwijderd.

Het verwijderde fragment wordt "inteïne" genoemd. Dit proces komt van nature voor in organismen. Moleculaire biologie is erin geslaagd om verschillende technieken te creëren met behulp van dit principe dat de manipulatie van eiwitten omvat.

Op dezelfde manier vindt splicing ook plaats op DNA-niveau. Dus twee DNA-moleculen die eerder waren gescheiden met de mogelijkheid om te binden door middel van covalente bindingen.

Typen RNA-koppeling

Aan de andere kant zijn er, afhankelijk van het type RNA, verschillen in chemische strategieën waarbij het gen de introns kan verwijderen. In het bijzonder is de splitsing van het pre-mRNA een gecompliceerd proces, omdat het een reeks stappen omvat die worden gekatalyseerd door het spliceosoom. Chemisch gebeurt het proces door transveresteringsreacties.

In gist, bijvoorbeeld de werkwijze begint met het verbreken van het gebied 5 'van de herkenningsplaats, de 'loop' gevormd door een intron-exon verbinding 2'-5' fosfodiester. Het proces gaat verder met de vorming van een gat in de 3'- en tenslotte die de twee exons optreedt.

Sommige van de introns die nucleaire en mitochondriale genen onderbreken, kunnen hun splitsing uitvoeren zonder de noodzaak van enzymen of energie, maar door middel van transveresteringsreacties. Dit fenomeen werd waargenomen in het lichaam Tetrahymena thermophila.

Daarentegen behoren de meeste nucleaire genen tot de groep van introns die machines nodig hebben om het eliminatieproces te katalyseren.

Alternatieve splitsing

Bij de mens is gemeld dat er ongeveer 90.000 verschillende eiwitten zijn en eerder werd gedacht dat er een identiek aantal genen zou moeten zijn.

Met de komst van nieuwe technologieën en het menselijk genoomproject werd geconcludeerd dat we slechts ongeveer 25.000 genen hebben. Dus hoe is het mogelijk dat we zoveel eiwitten hebben??

De exons mogen niet in dezelfde volgorde worden samengesteld als waarin ze zijn getranscribeerd naar het RNA, maar ze zijn gerangschikt door het opzetten van nieuwe combinaties. Dit fenomeen staat bekend als alternatieve splitsing. Om deze reden kan een enkel getranscribeerd gen meer dan één type eiwit produceren.

Deze discrepantie tussen het aantal eiwitten en het aantal genen werd in 1978 toegelicht aan de onderzoeker Gilbert, met achterlating van het traditionele concept van "gen er voor een eiwit".

functies

Voor Kelemen et al (2013) "een van de functies van dit evenement is om de diversiteit van mRNA te verhogen, naast het reguleren van de verhouding tussen eiwitten, tussen eiwitten en nucleïnezuren en eiwitten en tussen membranen."

Volgens deze auteurs is "alternatieve splicing verantwoordelijk voor het reguleren van de lokalisatie 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 trend lijkt het een belangrijk mechanisme voor verandering zijn, zoals is gebleken een groot deel van hogere eukaryotische organismen die hoge alternatieve splicing gebeurtenissen. 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 een fout in deze processen kan leiden tot een abnormaal functioneren van de cel, met ernstige gevolgen voor het individu. 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 we de basis van het mechanisme waarmee de ziekte plaatsvindt grondig kunnen begrijpen, kunnen we oplossingen voor hen voorstellen.

referenties

  1. Berg, J. M., Stryer, L., & Tymoczko, J.L. (2007). biochemie. Ik draaide achteruit.
  2. De Conti, L., Baralle, M., & Buratti, E. (2013). Exon- en intron-definitie bij pre-mRNA-splitsing. Wiley Interdisciplinaire Recensies: RNA, 4(1), 49-60.
  3. Kelemen, O., Convertini, P., Zhang, Z., Wen, Y. Shen, M., Falaleeva, M., & Stamm, S. (2013). Functie van alternatieve splitsing. gen, 514(1), 1-30.
  4. Lamond, A. (1993). Het spliceosoom. Bioessays, 15(9), 595-603.
  5. Roy, B., Haupt, L.M., & Griffiths, L.R. (2013). Review: Alternatieve splicing (AS) van genen als een benadering voor het genereren van eiwitcomplexiteit. Huidige genomica, 14(3), 182-194.
  6. Vila-Perelló, M., & Muir, T.W. (2010). Biologische toepassingen van eiwitsplitsing. cel, 143(2), 191-200.
  7. Liu, J., Zhang, J., Huang, B., & Wang, X. (2015). Mechanisme van alternatieve splicing en de toepassing ervan bij de diagnose en behandeling van leukemie. Chinese Journal of Laboratory Medicine, 38 (11), 730-732.