שתף:
Pseudogenes פונקציות וסוגים
ה פסוידו-גנים הם נמצאים בכל מקום רצף שופע מאוד בגנום של יצורים חיים, מבעלי חיים וצמחים לחיידקים. מבחינה היסטורית הם נחשבו מאובנים או פשוט כמו "דנ"א זבל".
עם זאת, כיום ידוע כי pseudogenes יש פונקציות רגולטוריות, וחלקם יכולים להיות transcribed לתוך RNA תפקודית. תפקידה ברגולציה יכול להתבצע על ידי השתקה או היווצרות של RNAs קטנים או על ידי שינויים RNA שליח כי קודים עבור חלבון מסוים.
במחקרים שנערכו בגנום האנושי, מעריכים כי ישנם כ -20 אלף פסאודוגנים - מספר דומה לרצפים המקודדים חלבונים.
מחברים אחדים מקשים על קביעת גבול בין גן לפסוידו-גנים, שכן במקרים מסוימים אי-הפונקציונליות של הגנים אינה ברורה. הידע הנוכחי של pseudogenes הוא רדוד ויש עדיין שאלות רבות לגבי הנושא.
אינדקס
- 1 מהם פסוידו-גנים?
- 2 היסטוריה
- 3 פונקציות
- סוגי פסוידו-גנים
- 4.1 מעובדים ולא מעובדים
- 4.2 גנים חיים, פנטום ופסוידו-גנים מתים
- 5 פרספקטיבה אבולוציונית
- 6 הפניות
מהם פסוידו-גנים?
Pseudogenes הם עותקים של גנים מסוימים שיש להם פגמים או "פגומים" רצפים, מסיבות שונות.
נזקים אלה מתרחשים עקב שינויים במסגרות קריאה או בקוד מוקדמת. עם זאת, אתה זוכר מבנית בכמה היבטים של הגן שמקורם.
Pseudogenes ניתן למצוא בכל מקום בגנום. תהליכי retrotransposition יכול לגרום להם להיות מקובצים סמוך הגן paralog שלהם, או להיות מוכנס במקום מרוחק - אפילו כרומוזום אחר.
היסטוריה
הדנ"א מורכב יותר מכפי שהוא נראה. לא כל החלקים של זה חלבון קידוד. כלומר, לא כל האזורים הופכים להיות RNA שליח, אשר מתורגם אז רצף של חומצות אמינו - אבני הבניין של חלבונים.
עם רצף הגנום האנושי, היה ברור מאוד כי רק חלק קטן (כ 2%) קודים חלבונים. מיד תהו הביולוגים את תפקוד כמות הדנ"א העצומה הזו, שכנראה לא היתה חשובה.
במשך שנים רבות, כל הדנ"א אשר לא קוד עבור חלבונים, או ללא קידוד DNA, נחשב - טועה - כמו DNA זבל.
אזורים אלה כוללים אלמנטים transposable, וריאנטים מבניים, מקטעים כפולים, רצפים חוזרים בזה אחר זה, אלמנטים לא קידוד שאינם, קידוד פונקציונלי RNA לא קידוד, אלמנטים רגולטוריים, ו pseudogenes.
כיום, המונח ג 'אנק DNA נמחק לחלוטין מן הספרות. הראיות מבהירות כי הפסוידו-גנים משתתפים כאלמנטים רגולטוריים של פונקציות תאיות שונות.
הפסאודוגן הראשון שדווח היה בשנת 1977 בדנ"א של הדו-חיים Xenopus laevis. מאותו רגע החלו לדווח על פסוידו-גנים שונים, באורגניזמים שונים, כולל צמחים וחיידקים.
פונקציות
כפי שפורט, פסוידו-גנים רחוקים מלהיות עותקים לא פעילים של גן אחר. מחקרים שנעשו לאחרונה תומכים ברעיון שפסוידו-גנים פועלים כגורמים רגולטוריים בגנום, ומשנים את "הדודים" שלהם לקוד החלבונים.
בנוסף, כמה pseudogenes ניתן לקבל transcript ב RNA, וכמה להראות דפוס הפעלה ספציפי של כל רקמה.
תמליל של pseudogene יכול להיות מעובד לתוך RNAs מפריע קטן המווסת את רצפי קידוד באמצעות RNAi.
גילוי מדהים היה לגלות כי pseudogenes מסוגלים להסדיר מדכאי גידול אונקוגנים מסוימים, על ידי הפעלת microRNAs ספציפיים.
בממצא יקר זה צוין כי pseudogenes לעיתים קרובות לאבד את הרגולציה שלהם במהלך התקדמות סרטן.
עובדה זו מצדיקה בדיקה מעמיקה יותר של היקף הפונקציה של הפסוידו-גנים, כדי לקבל מושג טוב יותר על הרשת הרגולטורית המורכבת שבה הם מעורבים, ולהשתמש במידע זה למטרות רפואיות..
סוגי pseudogenes
מעובד ולא מעובד
פסוידו-גנים מסווגים לשתי קטגוריות רחבות: מעובדות ולא מעובדות. אלה האחרונים מחולקים subcategorization לתוך pseudogenes יחידתיים כפולים.
הפסוידו-גנים מופקים על ידי הידרדרות הגנים שמקורם בשכפול במהלך האבולוציה. "ליקויים" אלה מתרחשים באמצעות תהליכים שונים, בין אם מוטציות נקודה, תוספות, מחיקות או שינויים במסגרת הקריאה הפתוחה.
אובדן הפרודוקטיביות או הביטוי עקב האירועים הנ"ל מתרגם לייצור של פסאודוגן לא מעובד. אלה של סוג היחידה הם עותק יחיד של גן הורה שהופך לא פונקציונלי.
הפסוידו-גנים הלא-מעובדים והמשכפלים שומרים על מבנה הגן, עם האינטרונים והאקסונים. לעומת זאת, pseudogenes מעובד שמקורם אירועים retrotransposition.
Retrotransposition מתרחשת על ידי reintegration של cDNA (DNA משלים, המהווה עותק לאחור של תמליל RNA שליח) לתוך אזור מסוים של הגנום.
רצף כפול stranded של pseudogenene מעובד מופק על ידי RNA יחיד גדיל שנוצר על ידי פולימרז RNA II.
גנים חיים, פסאודוגנים רפאים ומתים
סיווג נוסף, שהוצע על ידי ג 'נג וג' רסטין, מסווג גנים כמו גנים חיים, pseudogenes רפאים ו pseudogenes מת. סיווג זה מבוסס על הפונקציונליות של הגן, ועל "החיים" ו "מוות" של אלה.
מנקודת מבט זו, גנים חיים הם הגנים שקודדים לחלבונים, ופסוידו-גנים מתים הם אלמנטים בגנום שאינם מעתיקים.
מצב ביניים מורכב מפסוידו-גנים מדומים, אשר מסווגים לשלוש קטגוריות משנה: פסאודוגן מופרז, פסאודוגן piggyback ופסוידו-גוסס גוסס (מאנגלית פסוידו-גנים מדוקדק, פסאודוגן חזיר-גב, ופסוידו-גוסס גוסס).
נקודת מבט אבולוציונית
הגנום של האורגניזמים מתפתח גם לגנים יש את המאפיינים להשתנות ומקורם דה נובו. מנגנונים שונים מתווכים בין תהליכים אלה, בהם שכפול גנים, היתוך ובקרה גנטית, העברת גנים לרוחב, וכו '..
ברגע שמקורו של הגן, הוא מייצג נקודת התחלה, כדי שהכוחות האבולוציוניים יוכלו לפעול.
שכפול גנים מייצר עותק שבו, בדרך כלל, הגן המקורי שומר על הפונקציה שלו ואת העותק - אשר אינו תחת לחץ סלקטיבי של שמירה על הפונקציה הראשונית - יכול להשתנות באופן חופשי ולשנות את הפונקציה.
לחלופין, הגן החדש יכול להשתנות באופן כזה שהוא בסופו של דבר להיות פסאודוגן ומאבד את תפקודו.
הפניות
- Groen, J. N., Capraro, D., & Morris, K. V. (2014). תפקיד מתפתח של pseudogene ללא קידוד RNAs בתפקודים הסלולר. כתב העת הבינלאומי לביוכימיה וביולוגיה של התא, 54, 350-355.
- פינק, ר.ק., וויקס, ק., קיילי, ד'פ', פאנץ', א'ק', ג'ייקובס, ל', קרטר, ד'ר פ'(2011). Pseudogenes: פסאודו תפקודית או הרגולטורים מפתח בריאות ומחלות?. רנה, 17(5), 792-798.
- Poliseno, L., Salmena, L., Zhang, J., Carver, B., Haveman, W. J., & Pandolfi, P. P. (2010). פונקציה עצמאית קידוד של הגן mRNAs pseudogene מסדיר ביולוגיה הגידול. הטבע, 465(7301), 1033.
- טוטאר י '(2012). פסאודוגנים. גנומיקה השוואתית ופונקציונלית, 2012, 424526.
- ג 'נג, ד', & Gerstein, מ 'ב' (2007). הגבול המבלבל בין גנים לפסוידו-גנים: המתים מתעוררים, או שהם עושים זאת?. מגמות בגנטיקה, 23(5), 219-224.