שחבור (גנטיקה) מה זה מורכב, סוגים

ה שחבור, או תהליך החבורות של רנ"א, היא תופעה המתרחשת באורגניזמים אאוקריוטים לאחר תעתיק ה- DNA ל- RNA, והיא כוללת את הסרת האינטרונים של הגן, תוך שמירה על האקסונים. זה נחשב יסוד ביטוי גנים.

היא מתרחשת באמצעות אירועי חיסול של הקשר phosphodiester בין אקסונים לבין אינטרונים ואת הקשר הבא של הקשר בין אקסונים. שחבור מתרחשת בכל סוגי RNA, אולם הוא רלוונטי יותר במולקולה RNA השליח. זה יכול להתרחש גם במולקולות דנ"א וחלבון.

הם עשויים לעבור הסדר או כל סוג של שינוי בעת הרכבת אקסונים. אירוע זה ידוע בשם שחבור חלופי ויש לו תוצאות ביולוגיות חשובות.

אינדקס

• 1 מה זה מורכב??
• 2 איפה זה קורה??
• 3 סוגים
  • 3.1 סוגים של שחבור RNA
• 4 שחבור חלופי
  • 4.1 פונקציות
  • 4.2 שחבור אלטרנטיבי וסרטן
• 5 הפניות

מה זה מורכב??

גן הוא רצף DNA עם המידע הדרוש כדי לבטא פנוטיפ. מושג הגן אינו מוגבל באופן מוחלט לרצפי דנ"א המתבטאים כחלבונים.

"הדוגמה" המרכזית של הביולוגיה כוללת את תהליך ההעתקה של דנ"א למולקולה מתווכת רנ"א. זה בתורו מתורגם חלבונים בעזרת ריבוזומים.

עם זאת, באורגניזמים אאוקריוטים רצפים ארוכים אלה של גנים מופרעים על ידי סוג של רצף שאינו נחוץ עבור הגן המדובר: אינטרונים. כדי RNA השליח להיות מתורגם ביעילות, אינטרונים אלה חייבים להיות מסולק.

RNA שחבור הוא מנגנון זה כרוך כמה תגובות כימיות המשמשים כדי להסיר אלמנטים כי הם להפריע רצף של גן מסוים. האלמנטים המשומרים נקראים אקסונים.

היכן היא מתרחשת??

The spiceosome הוא קומפלקס חלבון ענק אשר אחראי catalyzing את השלבים של שחבור. הוא מורכב מחמישה סוגים של רנ"א גרעיני קטן הנקרא U1, U2, U4, U5 ו- U6, בנוסף לסדרת חלבונים.

זה משערים כי spliceosome משתתפת קיפול של mRNA מראש ליישר אותו כראוי עם שני האזורים שבהם תהליך שחבור תתרחש.

קומפלקס זה מסוגל לזהות את רצף הקונצנזוס שרוב האינטרונים מחזיקים בסמוך לקצוות 5 ו- 3 שלהם. יש לציין כי גנים נמצאו Metazoans כי אין אלה sequences ולהשתמש קבוצה נוספת של RNA גרעיני קטן להכרה שלהם.

סוגים

בספרות המונח שחבור מוחל בדרך כלל על התהליך הכרוך RNA שליח. עם זאת, ישנם תהליכי שחבור שונים המתרחשים ביומולקולות חשובות אחרות.

חלבונים יכולים גם לעבור שחבור, במקרה זה הוא רצף של חומצות אמינו כי מוסר מן המולקולה.

קטע הוסר נקרא "intein". תהליך זה מתרחש באופן טבעי באורגניזמים. ביולוגיה מולקולרית הצליחה ליצור טכניקות שונות באמצעות עיקרון זה כרוך מניפולציה של חלבונים.

באותו אופן, שחבור מתרחשת גם ברמת ה- DNA. כך, שני מולקולות דנ"א שהיו מופרדים בעבר עם יכולת מחייב באמצעות קשרים קוולנטיים.

סוגים של שחבור RNA

מצד שני, בהתאם לסוג של RNA יש הבדלים אסטרטגיות כימיות שבו הגן יכול להיפטר אינטרונים. במיוחד שחבור של mRNA מראש הוא תהליך מסובך, שכן היא כוללת סדרה של צעדים מזוקקים על ידי spliceosome. מבחינה כימית, התהליך מתרחש על ידי תגובות transesterification.

בשמרים, למשל, התהליך מתחיל עם שבירת אזור 5 'באתר ההכרה, את "לולאה" אינטרון "אקס" נוצר על ידי קשר 2' 5'-phosphodiester. התהליך ממשיך עם היווצרות של פער באזור 3 'ולבסוף האיחוד של שני אקסונים מתרחשת.

חלק מהאינטרונים המפריעים לגנים הגרעיניים והמיטוכונדריאליים יכולים לבצע את החיבור שלהם ללא צורך באנזימים או באנרגיה, אלא באמצעות תגובת טרנסטריזציה. תופעה זו נצפתה בגוף Tetrahymena thermophila.

לעומת זאת, רוב הגנים הגרעיניים שייכים לקבוצת האינטרונים הזקוקים למנגנון כדי לזרז את תהליך החיסול.

חלוקה אלטרנטיבית

בבני אדם דווח כי ישנם כ 90,000 חלבונים שונים בעבר היה נחשב כי צריך להיות מספר זהה של גנים.

עם הגעתם של טכנולוגיות חדשות ופרויקט הגנום האנושי, הגיע למסקנה שיש לנו רק 25,000 גנים. אז איך זה אפשרי שיש לנו כל כך הרבה חלבונים?

את האקסונים לא ניתן להרכיב באותו סדר שבו הם הועתקו ל- RNA, אבל הם מסודרים על ידי יצירת שילובים חדשים. תופעה זו ידועה בשם שחבור חלופי. מסיבה זו גן יחיד transcribed יכול לייצר יותר מסוג אחד של חלבון.

אי התאמה זו בין מספר החלבונים ומספר הגנים הובהרה בשנת 1978 על ידי החוקר גילברט, והותירה מאחור את המושג המסורתי של "לגן יש חלבון".

פונקציות

עבור Klemen et al (2013) "אחת הפונקציות של אירוע זה היא להגביר את המגוון של RNAs השליח, בנוסף להסדרת היחסים בין חלבונים, בין חלבונים וחומצות גרעין, ובין חלבונים וממברנות".

לדברי מחברים אלה, "שחבור חלופי אחראי על ויסות לוקליזציה של חלבונים, תכונות אנזימטיות שלהם אינטראקציה עם ligands." זה היה קשור גם לתהליכים של התמיינות תאים ופיתוח של אורגניזמים.

לאור האבולוציה, נראה כי זהו מנגנון חשוב לשינוי, שכן שיעור גבוה של אורגניזמים אוקריוטים גבוהים יותר נמצא כי סובלים מאירועים גבוהים של שחבור חלופי. בנוסף לשחק תפקיד חשוב בידול של מינים ובאבולוציה של הגנום.

שחבור אלטרנטיבי וסרטן

קיימות ראיות לכך שכל טעות בתהליכים אלה עלולה להוביל לתפקוד לא תקין של התא, מה שיוצר השלכות חמורות על הפרט. בתוך הפתולוגיות הפוטנציאליות הללו, הסרטן בולט.

לכן שחבור אלטרנטיבי הוצע כסמן ביולוגי חדש לתנאים חריגים אלה בתאים. כמו כן, אם נוכל להבין ביסודיות את הבסיס של המנגנון שבו מתרחשת המחלה, נוכל להציע פתרונות עבורם.

הפניות

1. ברג, ג 'יי מ', Stryer, L., & טימושקו, ג 'יי L. (2007). ביוכימיה. היפוךתי.
2. De Conti, L., Baralle, M., & Buratti, E. (2013). אקסון והגדרת אינטרון בחיתוך טרום mRNA. ויילי בין תחומי ביקורות: RNA, 4(1), 49-60.
3. Kleleman, O., Convertini, P., Zhang, Z., Wen, Y., Shen, M., Falaleeva, M., & Stamm, S. (2013). פונקציה של שחבור חלופי. ג 'ין, 514(1), 1-30.
4. לאמונד, א. (1993). 15(9), 595-603.
5. רוי, ב, Haupt, L.M, & Griffiths, L.R. (2013). סקירה: חלופה אלטרנטיבית (AS) של גנים כגישה ליצירת מורכבות חלבון. גנום נוכחי, 14(3), 182-194.
6. Vila-Perelló, M., & Muir, T. W. (2010). יישומים ביולוגיים של שחבור חלבונים. תא, 143(2), 191-2001.
7. Liu, J., Zhang, J., Huang, B., & Wang, X. (2015). מנגנון של שחבור חלופי ויישומה באבחון וטיפול בלוקמיה. כתב העת הסיני לרפואה מעבדה, 38 (11), 730-732.