Plik splatanie, lub proces składania RNA, jest zjawiskiem, które występuje w organizmach eukariotycznych po transkrypcji DNA na RNA i obejmuje eliminację intronów genu, zachowując ekson. Uważa się, że jest niezbędny w ekspresji genów.
Dzieje się to w wyniku eliminacji wiązania fosfodiestrowego między eksonami i intronami, a następnie połączenia wiązania między eksonami. Splicing występuje we wszystkich typach RNA, jednak jest bardziej istotny w cząsteczce informacyjnej RNA. Może również wystąpić w cząsteczkach DNA i białek.
Może się zdarzyć, że w czasie składania egzonów ulegną one uporządkowaniu lub jakiejkolwiek zmianie. To zdarzenie jest znane jako alternatywny splicing i ma ważne konsekwencje biologiczne..
Indeks artykułów
Gen to sekwencja DNA zawierająca informacje niezbędne do wyrażenia fenotypu. Pojęcie genu nie jest ściśle ograniczone do sekwencji DNA, które są wyrażane jako białka.
Centralny „dogmat” biologii dotyczy procesu transkrypcji DNA na pośrednią cząsteczkę, informacyjny RNA. To z kolei jest przekształcane na białka za pomocą rybosomów.
Jednak w organizmach eukariotycznych te długie sekwencje genów są przerywane przez sekwencję, która nie jest konieczna dla danego genu: introny. Aby informacyjny RNA mógł być skutecznie przetłumaczony, te introny muszą zostać usunięte..
Składanie RNA to mechanizm obejmujący różne reakcje chemiczne stosowane do usuwania elementów, które zakłócają sekwencję określonego genu. Elementy, które są zachowane, nazywane są eksonami.
Spliceosom to ogromny kompleks białek odpowiedzialny za katalizowanie etapów splicingu. Składa się z pięciu rodzajów małych jądrowych RNA zwanych U1, U2, U4, U5 i U6, a także szeregu białek.
Spekuluje się, że splicer uczestniczy w fałdowaniu pre-mRNA, aby dopasować go prawidłowo do dwóch regionów, w których nastąpi proces splicingu.
Ten kompleks jest w stanie rozpoznać sekwencję konsensusową, którą większość intronów ma blisko swoich końców 5 'i 3'. Należy zauważyć, że u Metazoans znaleziono geny, które nie mają tych sekwencji i wykorzystują inną grupę małych jądrowych RNA do ich rozpoznawania..
W literaturze termin splicing jest zwykle stosowany w odniesieniu do procesu, który obejmuje informacyjny RNA. Jednak istnieją różne procesy splicingu, które występują w innych ważnych biomolekułach..
Białka mogą również ulegać splicingowi, w tym przypadku jest to sekwencja aminokwasów, która jest usuwana z cząsteczki.
Usunięty fragment nosi nazwę „intein”. Ten proces zachodzi naturalnie w organizmach. Biologii molekularnej udało się stworzyć różne techniki wykorzystujące tę zasadę, które obejmują manipulację białkami.
Podobnie splicing zachodzi również na poziomie DNA. Zatem dwie cząsteczki DNA, które zostały wcześniej rozdzielone, mogą łączyć się za pomocą wiązań kowalencyjnych.
Z drugiej strony, w zależności od rodzaju RNA, istnieją różne strategie chemiczne, w których gen może pozbyć się intronów. W szczególności splicing pre-mRNA jest skomplikowanym procesem, ponieważ obejmuje szereg etapów katalizowanych przez spliceosom. Chemicznie proces zachodzi na drodze reakcji transestryfikacji.
Na przykład u drożdży proces rozpoczyna się od rozszczepienia regionu 5 'w miejscu rozpoznawania, „pętla” intron-ekson jest utworzona przez wiązanie fosfodiestrowe 2'-5'. Proces jest kontynuowany wraz z tworzeniem się luki w regionie 3 'i ostatecznie następuje połączenie dwóch eksonów.
Niektóre z intronów, które zakłócają geny jądrowe i mitochondrialne, można składać bez potrzeby stosowania enzymów lub energii, ale poprzez reakcje transestryfikacji. Zjawisko to zaobserwowano w organizmie Tetrahymena thermophila.
Z kolei większość genów jądrowych należy do grupy intronów, które potrzebują maszynerii do katalizowania procesu usuwania..
Zgłoszono, że u ludzi istnieje około 90 000 różnych białek i wcześniej sądzono, że musi istnieć identyczna liczba genów.
Wraz z pojawieniem się nowych technologii i projektu ludzkiego genomu, można było stwierdzić, że posiadamy tylko około 25 000 genów. Więc jak to możliwe, że mamy tak dużo białka?
Eksony mogą nie być składane w tej samej kolejności, w jakiej zostały transkrybowane na RNA, ale można je uporządkować, ustanawiając nowe kombinacje. Zjawisko to jest znane jako splicing alternatywny. Z tego powodu pojedynczy transkrybowany gen może wytwarzać więcej niż jeden typ białka..
Ta niezgodność między liczbą białek a liczbą genów została wyjaśniona w 1978 roku przez badacza Gilberta, pozostawiając po sobie tradycyjną koncepcję „dla genu jest białko”.
Według Kelemena i wsp. (2013) „jedną z funkcji tego zdarzenia jest zwiększenie różnorodności informacyjnego RNA, oprócz regulacji relacji między białkami, między białkami a kwasami nukleinowymi oraz między białkami a błonami”.
Zdaniem tych autorów „splicing alternatywny odpowiada za regulację położenia białek, ich właściwości enzymatycznych i interakcji z ligandami”. Ma to również związek z procesami różnicowania się komórek i rozwojem organizmów.
W świetle ewolucji wydaje się, że jest to ważny mechanizm zmiany, ponieważ stwierdzono, że duża część organizmów wyższych eukariotów cierpi na częste zdarzenia alternatywnego splicingu. Oprócz odgrywania ważnej roli w różnicowaniu gatunków i ewolucji genomu.
Istnieją dowody na to, że każdy błąd w tych procesach może prowadzić do nieprawidłowego funkcjonowania komórki, powodując poważne konsekwencje dla jednostki. Wśród tych potencjalnych patologii wyróżnia się rak.
Z tego powodu alternatywny splicing został zaproponowany jako nowy biologiczny marker tych nieprawidłowych warunków w komórkach. Podobnie, jeśli możliwe jest pełne zrozumienie podstaw mechanizmu, dzięki któremu choroba występuje, można by zaproponować dla nich rozwiązania..
Jeszcze bez komentarzy