Plik pseudogenes są to wszechobecne i dość obfite sekwencje w genomach istot żywych, od zwierząt i roślin po bakterie. Historycznie uważano je za skamieniałości lub po prostu za „śmieciowe DNA”.
Jednak obecnie wiadomo, że pseudogeny pełnią funkcje regulacyjne, a niektóre z nich można nawet przepisać na funkcjonalne RNA. Jego rolę w regulacji można pełnić poprzez wyciszanie lub tworzenie małych RNA lub poprzez zmiany w informacyjnym RNA, który koduje określone białko..
W badaniach nad ludzkim genomem oszacowano, że istnieje około 20 tysięcy pseudogenów - liczba porównywalna z sekwencjami kodującymi białka.
Niektórzy autorzy uważają, że trudno jest ustalić granicę między genem a pseudogenem, ponieważ w niektórych przypadkach niefunkcjonalność genów nie jest jasna. Obecna wiedza na temat pseudogenów jest niewielka i wciąż istnieje wiele pytań na ten temat..
Indeks artykułów
Pseudogeny to kopie pewnych genów, które mają niepełne lub „uszkodzone” sekwencje z różnych przyczyn.
Te uszkodzenia powstają z powodu zmian w ramkach odczytu lub przedwczesnych kodonów stop. Jednak strukturalnie przypominają one różne aspekty genu, który je zapoczątkował..
Pseudogeny mogą znajdować się w dowolnym miejscu genomu. Procesy retrotranspozycji mogą powodować ich skupianie się w sąsiedztwie ich paralogowego genu lub wstawianie w odległym miejscu - nawet na innym chromosomie..
DNA jest bardziej złożone, niż się wydaje. Nie wszystkie jego sekcje kodują białka. Oznacza to, że nie wszystkie regiony są przekształcane w informacyjny RNA, który jest następnie tłumaczony na sekwencję aminokwasów - elementy budulcowe białek..
Dzięki sekwencjonowaniu ludzkiego genomu stało się bardzo jasne, że tylko niewielka część (około 2%) koduje białka. Biolodzy natychmiast zastanawiali się nad funkcją tej ogromnej ilości DNA, która wydaje się nieistotna.
Przez wiele lat wszystkie DNA, które nie kodują białek lub niekodujące DNA, były uważane - niesłusznie - za śmieciowe DNA.
Regiony te obejmują elementy transpozycyjne, warianty strukturalne, zduplikowane segmenty, tandemowe powtarzające się sekwencje, konserwowane niekodujące elementy, funkcjonalne niekodujące RNA, elementy regulatorowe i pseudogeny..
Dzisiaj termin śmieciowe DNA został całkowicie usunięty z literatury. Dowody jasno wskazują, że pseudogeny uczestniczą jako elementy regulacyjne różnych funkcji komórkowych..
Pierwszy odnotowany pseudogen pojawił się w 1977 roku w DNA płazów Xenopus laevis. Od tego momentu zaczęto opisywać różne pseudogeny w różnych organizmach, w tym w roślinach i bakteriach..
Jak omówiono, pseudogeny są dalekie od bycia nieaktywnymi kopiami innego genu. Niedawne badania potwierdzają pogląd, że pseudogeny działają jako elementy regulatorowe w genomie, modyfikując swoich „kuzynów” kodujących białka..
Ponadto kilka pseudogenów można transkrybować do RNA, a niektóre wykazują specyficzny dla tkanki wzór aktywacji..
Transkrypt pseudogenu może być przetwarzany na małe interferujące RNA, które regulują sekwencje kodujące poprzez RNAi.
Godnym uwagi odkryciem było odkrycie, że pseudogeny są zdolne do regulacji supresorów nowotworów i niektórych onkogenów poprzez aktywację specyficznych mikroRNA..
W tym cennym odkryciu zauważono, że pseudogeny często tracą swoją regulację podczas progresji raka..
Fakt ten uzasadnia dalsze badanie prawdziwego zakresu funkcji pseudogenu, aby uzyskać lepsze wyobrażenie o zawiłej sieci regulacyjnej, w którą są one zaangażowane, oraz wykorzystać te informacje do celów medycznych..
Pseudogeny dzieli się na dwie szerokie kategorie: przetworzone i nieprzetworzone. Te ostatnie są podzielone na podkategorie na jednostki i zduplikowane pseudogeny..
Pseudogeny powstają w wyniku degradacji genów, które powstały w wyniku duplikacji w toku ewolucji. Te „upośledzenia” pojawiają się w wyniku różnych procesów, czy to mutacji punktowych, insercji, delecji czy zmian w otwartej ramce odczytu..
Utrata produktywności lub ekspresji w wyniku wyżej wymienionych zdarzeń skutkuje wytworzeniem nieprzetworzonego pseudogenu. Te typu unitarnego są pojedynczą kopią genu rodzicielskiego, który staje się niefunkcjonalny.
Nieprzetworzone pseudogeny i duplikaty zachowują strukturę genu z intronami i eksonami. Natomiast przetworzone pseudogeny pochodzą ze zdarzeń retrotranspozycji.
Retrotranspozycja zachodzi przez ponowną integrację cDNA (komplementarnego DNA, który jest odwrotną kopią transkryptu informacyjnego RNA) w określonym obszarze genomu.
Dwuniciowa sekwencja przetworzonego pseudogenu jest generowana przez jednoniciowy RNA generowany przez polimerazę RNA II..
Inna klasyfikacja, zaproponowana przez Zhenga i Gersteina, klasyfikuje geny jako żywe geny, pseudogeny duchów i martwe pseudogeny. Klasyfikacja ta oparta jest na funkcjonalności genu oraz na „życiu” i „śmierci” tych genów..
Z tej perspektywy żywe geny to geny kodujące białka, a martwe pseudogeny to elementy genomu, które nie podlegają transkrypcji..
Stan pośredni składa się z fantomowych pseudogenów, które są podzielone na trzy podkategorie: eksapowany pseudogen, pseudogen piggyback i umierający pseudogen. eksapowany pseudogen, pseudogen piggy-back i umierający pseudogen).
Genomy organizmów również ewoluują, a geny mają właściwość zmiany i powstawania de novo. Różne mechanizmy pośredniczą w tych procesach, w tym duplikacja genów, fuzja i rozszczepienie genów, boczne przenoszenie genów itp..
Powstały gen stanowi punkt wyjścia do działania sił ewolucyjnych..
Duplikacja genów tworzy kopię, w której, ogólnie rzecz biorąc, oryginalny gen zachowuje swoją funkcję, a kopia - która nie jest pod presją selekcyjną, aby zachować tę początkową funkcję - może swobodnie mutować i zmieniać funkcję.
Alternatywnie, nowy gen może mutować w taki sposób, że staje się pseudogenem i traci swoją funkcję..
Jeszcze bez komentarzy