Splicing (genetika)

Diagram Bersama RNA

Apa itu splicing?

Dia Splicing o Proses pemotongan dan splicing RNA adalah fenomena molekuler yang terjadi pada organisme eukariotik setelah transkripsi DNA ke RNA dan melibatkan penghapusan intron gen, mempertahankan ekson. Dianggap mendasar dalam ekspresi gen.

Itu terjadi melalui peristiwa untuk menghilangkan hubungan fosfodiéster antara ekson dan intron dan penyatuan ikatan selanjutnya antara ekson. 

Penyambungan terjadi pada semua jenis RNA; Namun, itu lebih relevan dalam molekul RNA messenger. Itu juga dapat terjadi dalam molekul DNA dan protein.

Pada saat merakit ekson, mereka menderita pengaturan atau tingkat perubahan apa pun. Peristiwa ini dikenal sebagai splicing alternatif dan memiliki konsekuensi biologis yang penting.

Apa itu splicing?

Gen adalah urutan DNA dengan informasi yang diperlukan untuk mengekspresikan fenotipe. Konsep gen tidak sepenuhnya terbatas pada sekuens DNA yang diekspresikan sebagai protein.

"Dogma" sentral dari biologi melibatkan proses transkripsi DNA ke molekul perantara, RNA messenger. Ini pada gilirannya diterjemahkan menjadi protein dengan bantuan ribosom.

Namun, pada organisme eukariotik, urutan gen yang panjang ini terganggu oleh jenis urutan yang tidak diperlukan untuk gen yang dimaksud: intron. Agar RNA messenger, dapat diterjemahkan secara efektif, intron ini harus dihilangkan.

Penyambungan RNA adalah mekanisme yang melibatkan beberapa reaksi kimia, digunakan untuk menghilangkan elemen yang mengganggu urutan gen tertentu. Elemen -elemen yang dilestarikan disebut ekson.

Ini dapat melayani Anda: Hollandic Warisan: Karakteristik, Fungsi Gen, Degenerasi

Dimana splicing terjadi?

Espliceosoma adalah kompleks sifat protein besar yang bertanggung jawab untuk mengkatalisasi langkah -langkah penyambungan. Ini terdiri dari lima jenis RNA nuklir kecil, yang disebut U1, U2, U4, U5 dan U6, selain serangkaian protein.

Dilihatlah bahwa Explictosome berpartisipasi dalam lipatan pra-ARNM untuk menyelaraskannya dengan benar dengan dua wilayah di mana proses splicing akan terjadi.

Kompleks ini mampu mengenali urutan konsensus yang dimiliki sebagian besar intron tentang tujuan mereka 5 'dan 3'. Perlu dicatat bahwa gen telah ditemukan di metazoa yang tidak memiliki urutan ini dan menggunakan kelompok RNA nuklir kecil lainnya untuk pengakuan.

Jenis Penyambungan

Dalam literatur, istilah splicing biasanya diterapkan pada proses yang melibatkan RNA messenger. Namun, ada berbagai proses splicing yang terjadi pada biomolekul penting lainnya.

Protein juga dapat bereksperimen splicing, dalam hal ini adalah urutan asam amino yang dihilangkan dari molekul.

Fragmen yang dihilangkan disebut "Intenlena". Proses ini terjadi secara alami pada organisme. Biologi molekuler telah berhasil membuat berbagai teknik menggunakan prinsip ini yang melibatkan manipulasi protein.

Demikian pula, splicing juga terjadi pada tingkat DNA. Dengan demikian, dua molekul DNA yang sebelumnya dipisahkan, dapat bergabung dengan ikatan kovalen.

Jenis splicing RNA

Di sisi lain, tergantung pada jenis RNA, ada berbagai strategi kimia di mana gen dapat menghilangkan intron.

Khususnya splicing pra-arnm adalah proses yang rumit, karena melibatkan serangkaian langkah yang dikatalisis oleh espliceosome. Secara kimiawi, proses terjadi karena reaksi transkessterifikasi.

Dapat melayani Anda: alel dominan: karakteristik dan contoh

Dalam ragi, misalnya, proses dimulai dengan kerusakan wilayah 5 'di situs pengakuan, "loop" intron-exon dibentuk oleh tautan phosphodiéster 2'-5. Proses berlanjut dengan pembentukan celah di wilayah 3 ', dan akhirnya penyatuan kedua ekson terjadi.

Beberapa intron yang mengganggu gen nuklir dan mitokondria dapat melakukan splicing mereka tanpa perlu enzim atau energi, tetapi dengan menggunakan reaksi transkessterifikasi. Fenomena tersebut diamati di dalam tubuh Tetrahymena Thermophila.

Sebaliknya, sebagian besar gen nuklir termasuk dalam kelompok intron yang membutuhkan mesin yang membuat katalog proses eliminasi.

Penyambungan alternatif

Pada manusia telah dilaporkan bahwa ada sekitar 90.000 protein yang berbeda, dan sebelumnya berpikir bahwa harus ada jumlah gen yang identik.

Dengan kedatangan teknologi baru dan proyek genom manusia, dapat disimpulkan bahwa kita hanya memiliki sekitar 25.000 gen. Jadi bagaimana mungkin kita memiliki begitu banyak protein?

Ekson mungkin tidak dirakit dalam urutan yang sama di mana mereka ditranskripsi ke RNA, tetapi ditetapkan dengan membangun kombinasi baru.

Fenomena ini dikenal sebagai splicing alternatif. Untuk alasan ini, satu gen yang ditranskripsikan dapat menghasilkan lebih dari satu jenis protein.

Ketidaksesuaian antara jumlah protein dan jumlah gen ini dijelaskan pada tahun 1978 oleh peneliti Gilbert, meninggalkan konsep tradisional "oleh gen ada protein".

Diagram splicing alternatif. Sumber: Institut Penelitian Genom Nasional, Wikimedia Commons

Fungsi

Untuk Kelemen and Collaborators (2013), "Salah satu fungsi dari acara ini adalah.

Dapat melayani Anda: warisan multifaktorial

Menurut para penulis ini, "Penyambungan alternatif bertanggung jawab untuk mengatur lokasi protein, sifat enzimatiknya dan interaksinya dengan ligan". Ini juga terkait dengan proses diferensiasi sel dan pengembangan organisme.

Dalam terang evolusi tampaknya menjadi mekanisme penting untuk perubahan, karena proporsi tinggi organisme eukariotik yang lebih tinggi yang menderita peristiwa penyambungan alternatif tinggi telah ditemukan. Selain memainkan peran penting dalam diferensiasi spesies dan dalam evolusi genom.

Penyambungan dan kanker alternatif

Ada bukti bahwa kesalahan dalam proses ini dapat menyebabkan fungsi sel yang tidak normal, menghasilkan konsekuensi serius bagi individu. Dalam patologi potensial ini, kanker menonjol.

Itulah sebabnya splicing alternatif telah diusulkan sebagai penanda biologis baru untuk kondisi abnormal dalam sel ini.

Demikian juga, jika dasar mekanisme yang terjadi pada penyakit tersebut terjadi secara mendalam, solusi dapat disarankan untuk mereka.

Referensi

1. Berg, J. M., Stryer, l., & Tymoczko, J. L. (2007). Biokimia. Saya terbalik.
2. Dari conti, l., Baralle, m., & Buratti, dan. (2013). Definisi ekson dan intron dalam splicing pra -mrna. Ulasan interdisipliner Wiley: RNA, 4(1), 49-60.
3. Kelemen, atau., Convertini, hlm., Zhang, Z., Wen, dan., Shen, m., Faleeva, m., & Stamm, s. (2013). Fungsi splicing alternatif. Gen, 514(1), 1-30.
4. Lamond, a. (1993). Spliceosome. Bioessays, 15(9), 595-603.
5. Vila-Perelló, m., & Muir, t. W. (2010). Aplikasi biologis splicing protein. Sel, 143(2), 191-200.