Splicing (พันธุศาสตร์) สิ่งที่มันประกอบด้วยประเภท

ประกบ, หรือกระบวนการประกบอาร์เอ็นเอเป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิตยูคาริโอตหลังจากการถอดรหัสของดีเอ็นเอไปยังอาร์เอ็นเอและเกี่ยวข้องกับการกำจัดของ introns ของยีนรักษา exons มันถือเป็นพื้นฐานในการแสดงออกของยีน.

มันเกิดขึ้นผ่านเหตุการณ์การกำจัดของพันธะฟอสโฟมีเตอร์ระหว่าง exons และ introns และการผูกพันที่ตามมาของพันธะระหว่าง exons การประกบเกิดขึ้นใน RNA ทุกประเภทอย่างไรก็ตามมันมีความเกี่ยวข้องมากขึ้นในโมเลกุล RNA ของ messenger มันสามารถเกิดขึ้นได้ใน DNA และโมเลกุลโปรตีน.

พวกเขาอาจได้รับการจัดการหรือการเปลี่ยนแปลงใด ๆ เมื่อประกอบ exons เหตุการณ์นี้เป็นที่รู้จักกันในชื่อทางเลือกประกบและมีผลกระทบทางชีวภาพที่สำคัญ.

ดัชนี

• 1 ประกอบด้วยอะไร?
• 2 เกิดอะไรขึ้น??
• 3 ประเภท
  • 3.1 ประเภทของ RNA splicing
• 4 ทางเลือกประกบ
  • 4.1 ฟังก์ชั่น
  • 4.2 ทางเลือกประกบและมะเร็ง
• 5 อ้างอิง

มันประกอบด้วยอะไร??

ยีนเป็นลำดับ DNA ที่มีข้อมูลที่จำเป็นในการแสดงฟีโนไทป์ แนวคิดของยีนไม่ได้ถูก จำกัด อย่างเข้มงวดกับลำดับดีเอ็นเอที่แสดงเป็นโปรตีน.

"ความเชื่อ" ทางชีววิทยาที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการของการถ่ายทอดดีเอ็นเอไปยังโมเลกุลสาร RNA สิ่งนี้จะแปลเป็นโปรตีนด้วยความช่วยเหลือของไรโบโซม.

อย่างไรก็ตามในสิ่งมีชีวิตยูคาริโอตลำดับของยีนที่ยาวนานเหล่านี้ถูกขัดจังหวะด้วยลำดับที่ไม่จำเป็นสำหรับยีนที่มีปัญหา: อินตรอน เพื่อให้ Messenger RNA ถูกแปลอย่างมีประสิทธิภาพ introns เหล่านี้จะต้องถูกกำจัด.

RNA splicing เป็นกลไกที่เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาเคมีหลายอย่างที่ใช้เพื่อกำจัดองค์ประกอบที่ขัดขวางการเรียงลำดับของยีนบางอย่าง องค์ประกอบที่ได้รับการอนุรักษ์เรียกว่า exons.

มันเกิดขึ้นที่ไหน??

Spiceosome เป็นคอมเพล็กซ์โปรตีนขนาดใหญ่ที่มีหน้าที่ในการเร่งขั้นตอนการประกบ ประกอบด้วย RNA นิวเคลียร์ขนาดเล็กห้าประเภทที่เรียกว่า U1, U2, U4, U5 และ U6 นอกเหนือจากชุดของโปรตีน.

เป็นที่คาดการณ์ว่า Spliceosome มีส่วนร่วมในการพับ pre-mRNA เพื่อจัดแนวอย่างถูกต้องกับสองภูมิภาคที่กระบวนการประกบจะเกิดขึ้น.

คอมเพล็กซ์นี้สามารถรับรู้ลำดับฉันทามติที่ introns ส่วนใหญ่อยู่ใกล้กับปลาย 5 'และ 3' ควรสังเกตว่ามีการค้นพบยีนใน Metazoans ที่ไม่มีลำดับเหล่านี้และใช้ RNA นิวเคลียร์ขนาดเล็กกลุ่มอื่นเพื่อการรับรู้.

ชนิด

ในวรรณคดีคำว่า splicing มักใช้กับกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับ messenger RNA อย่างไรก็ตามมีกระบวนการต่อรอยต่าง ๆ ที่เกิดขึ้นในโมเลกุลชีวโมเลกุลที่สำคัญอื่น ๆ.

โปรตีนยังสามารถผ่านการต่อเชือกในกรณีนี้มันเป็นลำดับของกรดอะมิโนที่ถูกลบออกจากโมเลกุล.

ส่วนที่ถูกลบออกเรียกว่า "intein" กระบวนการนี้เกิดขึ้นตามธรรมชาติในสิ่งมีชีวิต อณูชีววิทยามีการจัดการเพื่อสร้างเทคนิคต่าง ๆ โดยใช้หลักการนี้ที่เกี่ยวข้องกับการจัดการของโปรตีน.

ในทำนองเดียวกันการประกบก็เกิดขึ้นที่ระดับ DNA ดังนั้นสองโมเลกุลดีเอ็นเอที่ถูกแยกออกก่อนหน้านี้มีความสามารถในการผูกพันโดยวิธีการพันธะโควาเลนต์.

ประเภทของการเย็บ RNA

ในทางกลับกันขึ้นอยู่กับชนิดของ RNA มีความแตกต่างในกลยุทธ์ทางเคมีซึ่งยีนสามารถกำจัดอินตรอนได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการประกบของ pre-mRNA นั้นเป็นกระบวนการที่ซับซ้อนเนื่องจากมันเกี่ยวข้องกับขั้นตอนหลายขั้นตอนที่เร่งปฏิกิริยาโดย spliceosome กระบวนการทางเคมีเกิดขึ้นจากปฏิกิริยาทรานสเตอริฟิเคชัน.

ยกตัวอย่างเช่นในยีสต์กระบวนการเริ่มต้นด้วยการแบ่งของภูมิภาค 5 'ที่ไซต์การรู้จำเสียง "intron-exon" ลูป "จะเกิดขึ้นจากพันธะ 2'-5'-phosphodiester กระบวนการดำเนินการต่อด้วยการก่อตัวของช่องว่างในภูมิภาค 3 และในที่สุดก็เกิดการรวมตัวกันของสอง exons.

อินตรอนบางส่วนที่ขัดจังหวะนิวเคลียร์และยีนยลสามารถดำเนินการต่อโดยไม่จำเป็นต้องใช้เอนไซม์หรือพลังงาน แต่โดยวิธีการทรานซิสเทอริฟิเคชัน ปรากฎการณ์นี้ในร่างกาย Tetrahymena thermophila.

ในทางตรงกันข้ามยีนนิวเคลียร์ส่วนใหญ่อยู่ในกลุ่มของอินตรอนที่ต้องการเครื่องจักรเพื่อกระตุ้นกระบวนการกำจัด.

ทางเลือกประกบ

ในมนุษย์มีรายงานว่ามีโปรตีนต่างกันประมาณ 90,000 ตัวและก่อนหน้านี้คิดว่าควรมีจำนวนยีนที่เท่ากัน.

ด้วยการมาถึงของเทคโนโลยีใหม่และโครงการจีโนมมนุษย์สรุปได้ว่าเรามียีนประมาณ 25,000 ยีนเท่านั้น เป็นไปได้อย่างไรที่เรามีโปรตีนมากมาย?

Exons อาจไม่รวมตัวกันในลำดับเดียวกันกับที่พวกเขาถูกถอดความไปยัง RNA แต่พวกเขาถูกจัดเรียงโดยการสร้างชุดค่าผสมใหม่ ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าทางเลือกประกบ ด้วยเหตุนี้ยีนที่ถอดความได้เพียงตัวเดียวสามารถสร้างโปรตีนได้มากกว่าหนึ่งชนิด.

ความไม่ลงรอยกันระหว่างจำนวนโปรตีนและจำนวนยีนนี้ถูกอธิบายในปี 1978 โดยนักวิจัยกิลเบิร์ตทิ้งแนวคิดดั้งเดิมของ "สำหรับยีนที่มีโปรตีน".

ฟังก์ชั่น

สำหรับ Kelemen et al. (2013) "หนึ่งในหน้าที่ของเหตุการณ์นี้คือการเพิ่มความหลากหลายของ Messenger RNA นอกเหนือจากการควบคุมความสัมพันธ์ระหว่างโปรตีนระหว่างโปรตีนและกรดนิวคลีอิกและระหว่างโปรตีนและเยื่อหุ้มเซลล์"

ตามที่ผู้เขียนเหล่านี้ "ทางเลือกประกบเป็นผู้รับผิดชอบในการควบคุมการแปลของโปรตีนคุณสมบัติของเอนไซม์และการมีปฏิสัมพันธ์ของพวกเขากับแกนด์" มันยังเกี่ยวข้องกับกระบวนการสร้างความแตกต่างของเซลล์และการพัฒนาของสิ่งมีชีวิต.

ในแง่ของวิวัฒนาการดูเหมือนว่าจะเป็นกลไกสำคัญสำหรับการเปลี่ยนแปลงเนื่องจากพบว่ามีสิ่งมีชีวิตยูคาริโอตสูงกว่าที่พบในเหตุการณ์ที่มีการประกบทางเลือกสูง นอกเหนือจากการมีบทบาทสำคัญในการแยกสายพันธุ์และวิวัฒนาการของจีโนม.

ทางเลือกการประกบและมะเร็ง

มีหลักฐานว่าข้อผิดพลาดใด ๆ ในกระบวนการเหล่านี้สามารถนำไปสู่การทำงานที่ผิดปกติของเซลล์ทำให้เกิดผลกระทบร้ายแรงต่อบุคคล ภายในโรคที่เป็นไปได้เหล่านี้มะเร็งมีความโดดเด่น.

นั่นคือเหตุผลที่มีการเสนอการต่อรอยทางเลือกเป็นเครื่องหมายทางชีวภาพแบบใหม่สำหรับสภาวะที่ผิดปกติเหล่านี้ในเซลล์ ในทำนองเดียวกันหากเราสามารถเข้าใจพื้นฐานของกลไกการเกิดโรคได้อย่างถี่ถ้วนเราสามารถเสนอวิธีแก้ปัญหาสำหรับพวกเขา.

การอ้างอิง

1. ภูเขาน้ำแข็ง, J. M. , Stasher, L. , & Tymoczko, J. L. (2007). ชีวเคมี. ฉันกลับรายการ.
2. De Conti, L. , Baralle, M. , & Buratti, E. (2013) คำจำกัดความ Exon และ intron ในการประกบ pre-mRNA. รีวิวสหวิทยาการ Wiley: RNA, 4(1) 49-60.
3. Kelemen, O. , Convertini, P. , Zhang, Z. , Wen, Y. , Shen, M. , Falaleeva, M. , & Stamm, S. (2013) หน้าที่ของการต่อรอยทางเลือก. ยีน, 514(1), 1-30.
4. Lamond, A. (1993). Spliceosome. Bioessays, 15(9), 595-603.
5. Roy, B. , Haupt, L.M. , & Griffiths, L.R. (2013) บทวิจารณ์: Alternative Splicing (AS) ของยีนเพื่อสร้างความซับซ้อนของโปรตีน. จีโนมปัจจุบัน, 14(3), 182-194.
6. Vila-Perelló, M. , & Muir, T. W. (2010) การประยุกต์ใช้การแยกโปรตีนแบบชีวภาพ. เซลล์, 143(2), 191-200.
7. Liu, J. , Zhang, J. , Huang, B. , & Wang, X. (2015) กลไกการต่อรอยทางเลือกและการประยุกต์ใช้ในการวินิจฉัยและรักษาโรคมะเร็งเม็ดเลือดขาว วารสารห้องปฏิบัติการเวชศาสตร์จีน, 38 (11), 730-732.