Περιεχόμενο
- Βασική κατανόηση της εναλλακτικής μάθησης
- Exon Skipping
- Αμοιβαία Αποκλειστικές Εξόντες
- Εναλλακτική λύση 3 "Δικτυακοί τόποι αποδοχής"
- Εναλλακτική λύση 5 'Χώροι δωρητών
- Διατήρηση Intron
Η εναλλακτική μάθηση αποτελεί αναπόσπαστο στοιχείο της βιοποικιλότητας. Διάφορα είδη χρησιμοποιούν αυτούς τους μηχανισμούς για την άσκηση ρυθμιστικών λειτουργιών. Το κύριο πλεονέκτημα του ματίσματος είναι ότι μπορούν να σχηματιστούν πολλαπλές πρωτεΐνες από ένα μόνο γονίδιο μέσω της συναρμογής των ιντρονίων και εξονίων. Ωστόσο, αυτοί οι μηχανισμοί μπορούν επίσης να προκαλέσουν διάφορες ασθένειες εάν παραμείνουν ανεξέλεγκτες. Οι πιο συνηθισμένοι μηχανισμοί είναι η παράλειψη εξωνίου, αμοιβαία αποκλειστικά εξόνια, εναλλακτικές θέσεις αποδέκτη, εναλλακτικές θέσεις δότη και κατακράτηση ιντρονίου.
Βασική κατανόηση της εναλλακτικής μάθησης
••• Comstock / Comstock / Getty ImagesΔεν είναι υπερβολή να πούμε ότι χωρίς εναλλακτική μάτισμα δεν θα ήταν δυνατή η βιοποικιλότητα. Η εναλλακτική μάτισμα μπορεί να παράγει πολλαπλές πρωτεΐνες από ένα μόνο γονίδιο. Αυτή η ευελιξία επιτρέπει στο ίδιο γονίδιο να συνεισφέρει σε διαφορετικά χαρακτηριστικά. Αυτό είναι εφικτό εξαιτίας εξονίων, τα οποία είναι τμήματα νουκλεοτιδίων που παραμένουν στο προϊόν RNA και ιντρόνια, τα οποία απομακρύνονται μέσω ματίσματος RNA. Υπάρχουν πολλοί τρόποι εναλλακτικής συρραφής που συμβάλλουν στη βιοποικιλότητα στους ευκαρυώτες. Ενεργοποιητές, όπως το κωδικόνιο έναρξης AUG, στη θέση ματίσματος προάγουν τη συγκόλληση. Αυτοί οι μηχανισμοί διαφέρουν σε κάθε κατάσταση και πιστεύεται ότι ρυθμίζουν τις κυτταρικές λειτουργίες με βάση συγκεκριμένες συνθήκες. Ωστόσο, η ακατάλληλη μάτισμα μπορεί επίσης να συμβάλει σε διάφορες ασθένειες, συμπεριλαμβανομένου του καρκίνου.
Exon Skipping
Αυτός ο μηχανισμός είναι επίσης γνωστός ως εξώνιο κασέτας, όπου ένα εξόνιο είναι συναρμολογημένο έξω από το γονίδιο κατά τη διάρκεια της μεταγραφής. Ένα παράδειγμα θα ήταν το γονίδιο dsx στο D. melanogaster (μύγα καρπού). Τα αρσενικά έχουν εξόνια 1, 2, 3, 5 και 6 ενώ οι γυναίκες έχουν 1, 2, 3 και 4. Ένα σήμα πολυαδενυλίωσης στο εξόνιο 4 προκαλεί τη διακοπή της μεταγραφής σε αυτό το σημείο. Το Exon 4 προστίθεται στα θηλυκά λόγω ενός από τους ενεργοποιητές που υπάρχουν μόνο σε θηλυκά και όχι σε αρσενικά.
Αμοιβαία Αποκλειστικές Εξόντες
••• Thomas Northcut / Lifesize / Getty ImagesΣτην περίπτωση αμοιβαίως αποκλειστικών εξονίων, μόνο ένα από τα δύο διαδοχικά εξόνια διατηρείται κατά τη διάρκεια της μεταγραφής. Ένα παράδειγμα είναι η ρύθμιση των εξονίων 8a και 8 στα κανάλια ασβεστίου CaV1.2. Στο σύνδρομο Timothy, οι εναλλακτικές μορφές αυτών των δύο εξονίων μπορούν να οδηγήσουν σε διαφορετικά συμπτώματα της νόσου, η οποία προκαλεί διάσπαση της ομοιόστασης του ασβεστίου που απαιτείται για τη συστολή των μυών. Ωστόσο, και τα δύο εξόνια δεν μπορούν να υπάρχουν σε ασθενείς. μόνο ένα από αυτά μεταγράφεται, αν και τα δύο είναι παρόντα στο γονίδιο.
Εναλλακτική λύση 3 "Δικτυακοί τόποι αποδοχής"
Η ένωση συνδέσεως στο άκρο 3 'χρησιμοποιείται, αλλάζοντας το όριο 5' του προς τα κάτω εξονίου. Ένα παράδειγμα είναι η πρωτεΐνη ενεργοποιητή μετασχηματιστή (Tra) που υπάρχει στα θηλυκά του D. melanogaster (μύγα καρπού). Το αρχικό γονίδιο για το Tra περιέχει δύο θέσεις δέκτη όπου το γονίδιο μπορεί να διασπαστεί κατά τη διάρκεια της μεταγραφής. Τα αρσενικά χρησιμοποιούν την ανάντη θέση δέκτη, η οποία περιλαμβάνει ένα κωδικόνιο πρόωρης διακοπής. Αυτό σχηματίζει μια μη λειτουργική πρωτεΐνη. Τα θηλυκά χρησιμοποιούν την προς τα κατάντη θέση δέκτη, η οποία προκαλεί την αποκοπή του κωδικόνιου λήξης ως μέρος του ιντρονίου, σχηματίζοντας μια λειτουργική πρωτεΐνη Tra.
Εναλλακτική λύση 5 'Χώροι δωρητών
••• Comstock Images / Comstock / Getty ImagesΧρησιμοποιείται η ένωση σύζευξης στο 5 ', αλλάζοντας το όριο 3' του ανοδικού εξονίου. Ενώ οι εναλλακτικές θέσεις αποδέκτη οδηγούν σε μικρές μεταβολές στις πρωτεϊνικές αλληλουχίες, οι εναλλακτικές θέσεις δότη μπορούν να οδηγήσουν σε δραστικές διαφορές στην αλληλουχία και δομή των πρωτεϊνών, επειδή μπορεί να προκαλέσουν μετατοπίσεις. Ένα παράδειγμα θα ήταν η εναλλακτική σύνδεση του δότη του BTNL2 γονιδίου. Η χρήση της ανάντη θέσης, αντί της καθοδικής θέσης, οδηγεί σε μια συντομευμένη πρωτεΐνη χωρίς την Ο-τελική περιοχή IgC ή τη διαμεμβρανική έλικα. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την προδιάθεση για χρόνια φλεγμονώδη νόσο.
Διατήρηση Intron
Παρόμοια με την παράλειψη του εξονίου, το εξόνιο διατηρείται στο mRNA, αλλά σε αντίθεση με την παράλειψη εξωνίου, το εξόνιο δεν πλαισιώνεται από ιντρόνια. Εάν υπήρχαν ιντρόνια, συχνά κωδικοποιούνται στις περιοχές κωδικοποίησης μεταξύ των αμινοξέων που βρίσκονται κοντά στα εξόνια, το κωδικόνιο τερματισμού ή μια μετατόπιση στο πλαίσιο ανάγνωσης προκαλώντας τη μη λειτουργία της πρωτεΐνης. Αυτός είναι ο λιγότερο συνηθισμένος μηχανισμός εναλλακτικής συρραφής.