Yapıştırma (genetik): ne oluşur, çeşitleri

Ekleme veya RNA eklemesi, DNA'nın RNA'ya transkripsiyonundan sonra ökaryotik organizmalarda meydana gelen ve eksonları koruyarak bir genin intronlarının çıkarılmasını içeren bir fenomendir. Gen ekspresyonunda temel kabul edilir.

Ekzonlar ve intronlar arasındaki fosfodiester bağının eliminasyon olayları ve müteakip ekzonlar arasındaki bağın bağlanması yoluyla meydana gelir. Ekleme tüm RNA tiplerinde meydana gelir, ancak mesajcı RNA molekülünde daha önemlidir. DNA ve protein moleküllerinde de oluşabilir.

Ekzonları monte ederken bir düzenlemeye veya herhangi bir değişikliğe uğrayabilirler. Bu olay alternatif ekleme olarak bilinir ve önemli biyolojik sonuçları vardır.

Nelerden oluşur?

Bir gen, bir fenotipi ifade etmek için gerekli bilgiyle bir DNA dizisidir. Gen kavramı, protein olarak ifade edilen DNA dizileri ile sınırlı değildir.

Biyolojinin merkezi "dogması", DNA'yı bir molekül aracı haberci RNA'sına kopyalama işlemini içerir. Bu da ribozomların yardımı ile proteinlere dönüşür.

Bununla birlikte, ökaryotik organizmalarda, bu uzun gen dizileri, söz konusu gen için gerekli olmayan bir dizi dizisiyle kesilir: intronlar. Messenger RNA'sının etkili bir şekilde çevrilmesi için bu intronların ortadan kaldırılması gerekir.

RNA eklemesi, belirli bir genin dizisini kesen elementleri çıkarmak için kullanılan birkaç kimyasal reaksiyon içeren bir mekanizmadır. Korunan elementlere ekzon denir.

Nerede olur?

Spiceosome, yapıştırma adımlarını katalizlemekten sorumlu büyük bir protein kompleksidir. Bir dizi proteine ​​ek olarak U1, U2, U4, U5 ve U6 adı verilen beş küçük nükleer RNA türünden oluşur.

Spliceosome'un, splicing işleminin gerçekleşeceği iki bölge ile doğru şekilde hizalanması için pre-mRNA'nın katlanmasına katıldığı tahmin edilmektedir.

Bu kompleks, çoğu intronun 5 've 3' uçlarına yakın sahip olduğu konsensüs dizisini tanıyabilir. Genlerin, bu dizilimlere sahip olmayan Metazoanlar'da bulundukları ve tanınmaları için başka bir küçük nükleer RNA grubu kullandıkları belirtilmelidir.

tip

Literatürde, ekleme terimi genellikle haberci RNA içeren işleme uygulanır. Bununla birlikte, diğer önemli biyomoleküllerde meydana gelen farklı ekleme işlemleri vardır.

Proteinler ayrıca eklemeye de uğrayabilir, bu durumda molekülten çıkarılan bir amino asit dizisidir.

Kaldırılan parça "intein" olarak adlandırılır. Bu işlem doğal olarak organizmalarda meydana gelir. Moleküler biyoloji, proteinlerin manipülasyonunu içeren bu prensibi kullanarak çeşitli teknikler oluşturmayı başarmıştır.

Aynı şekilde, eklemlenme de DNA seviyesinde gerçekleşir. Böylece, daha önce kovalent bağlar vasıtasıyla bağlanma yeteneğiyle ayrılan iki DNA molekülü.

RNA ekleme tipleri

Diğer yandan, RNA türüne bağlı olarak genin intronlardan kurtulabileceği kimyasal stratejilerde farklılıklar vardır. Özellikle, ön-mRNA'nın eklenmesi karmaşık bir süreçtir, çünkü ek yerleozom tarafından katalize edilen bir dizi aşama içerir. Kimyasal olarak, işlem transesterifikasyon reaksiyonları ile gerçekleşir.

Örneğin, mayalarda, işlem, tanıma bölgesinde 5 'bölgesinin kırılmasıyla başlar; intron-ekson "döngüsü", bir 2'-5'-fosfodiester bağı ile oluşturulur. Süreç, 3 'bölgesinde bir boşluk oluşumu ile devam eder ve nihayet iki ekzonun birleşmesi meydana gelir.

Nükleer ve mitokondriyal genleri kesintiye uğratan bazı intronlar, eklemlerini enzimlere veya enerjiye ihtiyaç duymadan, ancak transesterifikasyon reaksiyonları vasıtasıyla gerçekleştirebilirler. Bu fenomen, Tetrahymena thermophila organizmasında gözlendi.

Buna karşılık, çoğu nükleer gen, eliminasyon işlemini katalize eden makinelere ihtiyaç duyan intron grubuna aittir.

Alternatif ekleme

İnsanlarda, yaklaşık 90.000 farklı protein olduğu bildirilmiştir ve daha önce aynı sayıda genin olması gerektiği düşünülmüştür.

Yeni teknolojilerin ve insan genom projesinin ortaya çıkmasıyla, sadece yaklaşık 25.000 genimiz olduğu sonucuna varıldı. Peki, bu kadar çok proteine ​​sahip olmamız nasıl mümkün olabilir?

Eksonlar, RNA'ya kopyalandıkları sırayla birleştirilemezler, ancak yeni kombinasyonlar oluşturarak düzenlenirler. Bu fenomen alternatif ekleme olarak bilinir. Bu nedenle, kopyalanan tek bir gen, birden fazla protein tipi üretebilir.

Protein sayısı ile gen sayısı arasındaki bu uyumsuzluk, 1978 yılında araştırmacı Gilbert tarafından açıklanmıştı ve geleneksel "bir gen için bir protein var" kavramını geride bırakıyordu.

fonksiyonlar

Kelemen ve ortak çalışanlar için (2013) "bu olayın işlevlerinden biri proteinler, proteinler ve nükleik asitler arasındaki ve proteinler ve membranlar arasındaki ilişkileri düzenlemenin yanı sıra, haberci RNA'nın çeşitliliğini arttırmaktır."

Bu yazarlara göre, "proteinlerin lokalizasyonunun, enzimatik özelliklerinin ve ligandlarla etkileşimlerinin düzenlenmesinden alternatif ekleme sorumludur." Ayrıca hücre farklılaşması süreçleri ve organizmaların gelişimi ile de ilgilidir.

Evrim ışığında, değişim için önemli bir mekanizma olduğu görülmektedir, çünkü yüksek oranda ökaryotik organizmaların yüksek oranda alternatif ekleme olaylarından muzdarip olduğu bulunmuştur. Türlerin farklılaşması ve genomun evriminde önemli bir rol oynamaya ek olarak.

Alternatif ekleme ve kanser

Bu işlemlerde herhangi bir hatanın, hücrenin anormal bir şekilde çalışmasına yol açabileceği ve birey için ciddi sonuçlar doğurabileceğine dair kanıtlar vardır. Bu potansiyel patolojilerde kanser göze çarpıyor.

Bu nedenle alternatif ekleme, hücrelerdeki bu anormal durumlar için yeni bir biyolojik belirteç olarak önerilmiştir. Aynı şekilde, hastalığın meydana geldiği mekanizmanın temelini tam olarak anlayabiliyorsanız, onlar için çözümler önerebilirsiniz.