Tartalom
- Az alternatív illesztés alapvető ismerete
- Exon ugrás
- Kölcsönösen kizárólagos exonok
- Alternatív 3 ”elfogadóhelyek
- Alternatív 5 'donorhelyek
- Intron visszatartás
Az alternatív illesztés a biodiverzitás szerves alkotóeleme. Különböző fajok használják ezeket a mechanizmusokat a szabályozási funkciók végrehajtására. A splicing fő előnye, hogy több fehérje képezhető egyetlen génből az intronok és exonok splicingjével. Ezek a mechanizmusok ugyanakkor különféle betegségeket is okozhatnak, ha azokat szabályozatlanul hagyják. A leggyakoribb mechanizmusok az exon kihagyás, a kölcsönösen kizáró exonok, az alternatív akceptor helyek, az alternatív donor helyek és az intron visszatartás.
Az alternatív illesztés alapvető ismerete
••• Comstock / Comstock / Getty ImagesNem túlzás azt mondani, hogy alternatív összeillesztés nélkül a biológiai sokféleség nem lenne lehetséges. Az alternatív illesztés több fehérjét termelhet egyetlen génből. Ez a rugalmasság lehetővé teszi, hogy ugyanaz a gén hozzájáruljon a különböző tulajdonságokhoz. Ez az exonok, amelyek az RNS-termékben maradó nukleotid-szakaszok, és az RNS-splicing révén eltávolított intronok miatt lehetséges. Számos alternatív összeillesztési mód létezik, amelyek hozzájárulnak az eukarióták biodiverzitásához. Az aktivátorok, mint például az AUG startkodon, az összekapcsolási helyen elősegítik az összeillesztést. Ezek a mechanizmusok minden helyzetben változnak, és úgy gondolják, hogy a sejtek funkcióit az adott körülmények alapján szabályozzák. A nem megfelelő illesztés azonban hozzájárulhat a különféle betegségekhez, beleértve a rákot is.
Exon ugrás
Ez a mechanizmus kazetta exon néven is ismert, ahol az exon a transzkripció során kibontja a gént. Példa erre a dsx gén a D. melanogasterben (gyümölcslégy). A férfiaknak 1, 2, 3, 5 és 6 exonja van, míg a nőknek 1, 2, 3 és 4 exonja van. A 4. exonban levő poliadenilációs szignál miatt a transzkripció ezen a ponton megáll. A 4. exont nőstényekhez adják, mivel az egyik aktivátor csak nőstényekben és nem férfiakban található meg.
Kölcsönösen kizárólagos exonok
••• Thomas Northcut / Élettartam / Getty ImagesA kölcsönösen kizárható exonok esetében a két egymást követő exon közül csak egy marad meg a transzkripció során. Példa erre a 8a és 8 exon szabályozása a CaV1.2 kalcium csatornákban. A Timothy-szindróma esetén a két exon alternatív formái a betegség különböző tüneteit eredményezhetik, ami az izmok összehúzódásához szükséges kalcium-homeosztázis megszakadását okozza. Mindkét exon nem létezik a betegekben; csak egyikük van átírva, bár mindkettő jelen van a génben.
Alternatív 3 ”elfogadóhelyek
Az illesztési csomópontot a 3 'végén használják, megváltoztatva a downstream exon 5' határát. Példa erre a D. melanogaster (gyümölcslégy) nőstényeiben jelen lévő transzformátor (Tra) aktivátor protein. A Tra eredeti génje két akceptorhelyet tartalmaz, ahol a gén transzkripció során megosztható. A férfiak az upstream akceptor helyet használják, amely egy korai stop kodont tartalmaz. Ez nem funkcionális fehérjét képez. A nőstények a downstream akceptor helyet használják, ami a stop kodont kivágja az intron részeként, és így működő Tra proteint képez.
Alternatív 5 'donorhelyek
••• Comstock képek / Comstock / Getty ImagesAz illesztési csomópontot használjuk az 5 '-nél, megváltoztatva az upstream exon 3' határát. Míg az alternatív akceptorhelyek kis változásokhoz vezetnek a fehérje szekvenciákban, az alternatív donor helyek drasztikus különbségeket eredményezhetnek a fehérje szekvenciában és a szerkezetben, mivel keretek eltolódását okozhatják. Példa erre a BTNL2 gén alternatív donorhelyének splicingje. Az upstream hely használata a downstream hely helyett egy rövidített proteint eredményez C-terminális IgC domén vagy transzmembrán spirál nélkül. Ez hajlamos a krónikus gyulladásos betegségre.
Intron visszatartás
Az exon kihagyásával hasonlóan az exon megmarad az mRNS-ben, de az exon kihagyásával ellentétben az exont nem intronok szegélyezik. Ha léteztek intronok, akkor gyakran a közeli exonok aminosavai, a stop kodon vagy a leolvasási keret eltolódásának kódoló régióiban vannak kódolva, ami a fehérje nem működőképességét eredményezi. Ez az alternatív illesztés legkevésbé gyakori mechanizmusa.