Πώς το εναλλακτικό μάτισμα RNA επηρεάζει τη γονιδιακή έκφραση

Η έκφραση γονιδίου αναφέρεται σε μια διαδικασία με την οποία οι γενετικές πληροφορίες ενός γονιδίου μεταφέρονται σε μια αλληλουχία αμινοξέων μιας λειτουργικής πρωτεΐνης. Η ροή της γενετικής πληροφορίας από το DNA στο RNA λαμβάνει χώρα μέσω της μεταγραφής. Το RNA αποκωδικοποιείται για να παράγει την αλληλουχία αμινοξέων ενός πολυπεπτιδίου με μετάφραση. Στους ευκαρυώτες, η ρύθμιση της γονιδιακής έκφρασης συμβαίνει μέσω πολλών σταδίων μεταξύ της μεταγραφής και της μετάφρασης. Γενικά, τα ευκαρυωτικά γονίδια είναι πιο πολύπλοκα από τα προκαρυωτικά γονίδια καθώς περιέχουν επιπλέον αλληλουχίες, διακόπτοντας την κωδικοποιητική αλληλουχία. Η κωδικοποιητική αλληλουχία μπορεί να βρεθεί σε εξόνια ενώ οι αλληλουχίες που διακόπτουν είναι τα εσώνια. Αυτά τα εσώνια αφαιρούνται κατά τις μετα-μεταγραφικές τροποποιήσεις σε μια διαδικασία γνωστή ως μάτισμα RNA. Το εναλλακτικό μάτισμα RNA εμπλέκεται στην παραγωγή διαφορετικών πρωτεϊνών μέσω του ανασυνδυασμού εξονίων σε διαφορετικά μοτίβα .

Βασικές περιοχές που καλύπτονται

1. Τι είναι το RNA Splicing
     – Ορισμός, Μηχανισμός Συνδυασμού RNA
2. Πώς το εναλλακτικό μάτισμα RNA επηρεάζει τη γονιδιακή έκφραση
     – Η παραγωγή διαφορετικών λειτουργικών πρωτεϊνών στο εναλλακτικό μάτισμα

Βασικοί όροι:Εξόνια, Εσώνια, Πολλαπλές Πρωτεΐνες, Συναρμολόγηση RNA, Μετα-Μεταγραφικές Τροποποιήσεις, Spliceosome A

Τι είναι το μάτισμα RNA

Το μάτισμα RNA αναφέρεται στο αρχικό στάδιο των μετα-μεταγραφικών τροποποιήσεων στην έκφραση των ευκαρυωτικών γονιδίων. Το αρχικό αντίγραφο που παράγεται από τη μεταγραφή ενός γονιδίου είναι γνωστό ως pre-mRNA. Αποτελείται τόσο από εξόνια όσο και από εσώνια. Τα εσώνια αφαιρούνται από το pre-mRNA με το μάτισμα των εξονίων πριν από τη μετάφραση. Το μάτισμα των εξονίων καταλύεται από ένα μοριακό σύμπλεγμα γνωστό ως spliceosome . Το spliceosome περιλαμβάνει θέση ματίσματος 5' έως 3' και θέση διακλάδωσης. Αυτές οι υπομονάδες αλληλεπιδρούν με τις μικρές πυρηνικές ριβοπυρηνικές πρωτεΐνες (snRNP) στο σπλικόσωμα για να παράγουν το σύμπλεγμα ματοσώματος Α , το οποίο είναι υπεύθυνο για τον προσδιορισμό των θέσεων διάσπασης του pre-mRNA. Μόλις διασπαστούν τα εσώνια από το προ-mRNA, τα εξόνια ενώνονται μεταξύ τους μέσω φωσφοδιεστερικών δεσμών. Το σύμπλεγμα ματίσματος Α φαίνεται στο σχήμα 1.

Εικόνα 1:Σύμπλεγμα Spliceosome A

Διαφορετικά αντίγραφα mRNA μπορούν να παραχθούν από το ίδιο pre-mRNA εναλλάσσοντας το συνδυαστικό μοτίβο των εξονίων κατά τη διάρκεια του ματίσματος RNA.

Πώς το εναλλακτικό μάτισμα RNA επηρεάζει τη γονιδιακή έκφραση

Το εναλλακτικό μάτισμα είναι μια διαδικασία ματίσματος RNA που επιτρέπει την παραγωγή πολλαπλών πρωτεϊνών από ένα μόνο μόριο προ-mRNA. Επιτυγχάνεται με τον ανασυνδυασμό εξονίων σε διαφορετικά μοτίβα. Η παραγωγή πολλαπλών πρωτεϊνών κατά τη διάρκεια εναλλακτικού ματίσματος φαίνεται στο σχήμα 2 .

Εικόνα 2:Παραγωγή πολλαπλών πρωτεϊνών σε εναλλακτικό μάτισμα

Ο προσδιορισμός των εξονίων που θα συμπεριληφθούν σε μια πρωτεΐνη καθορίζεται από τις ρυθμιστικές πρωτεΐνες . Αυτές οι ρυθμιστικές πρωτεΐνες είναι οι πρωτεΐνες που δρουν trans, όπως ενεργοποιητές ματίσματος και καταστολείς ματίσματος. Οι ενεργοποιητές συναρμολόγησης προωθούν ορισμένες θέσεις ματίσματος να περιλαμβάνονται στο mRNA ενώ συνδυάζουν καταστολείς μειώστε τη συμπερίληψη μιας συγκεκριμένης θέσης ματίσματος. Ετερογενής πυρηνική ριβονουκλεοπρωτεΐνη (hnRNP) και πρωτεΐνη σύνδεσης της οδού πολυπυριμιδίνης (PTB) ορισμένοι από τους καταστολείς ματίσματος.

Συμπέρασμα

Το μάτισμα RNA είναι το αρχικό βήμα των μετα-μεταγραφικών τροποποιήσεων, το οποίο επιτρέπει την αφαίρεση των ιντρονίων από το pre-mRNA. Το σύμπλεγμα Spliceosome A είναι υπεύθυνο για τη διάσπαση του ιντρονίου και τον ανασυνδυασμό των εξονίων. Κατά τη διάρκεια του ματίσματος RNA, τα μοτίβα του ανασυνδυασμού των εξονίων μπορούν να τροποποιηθούν με μια διαδικασία γνωστή ως εναλλακτικό μάτισμα. Το εναλλακτικό μάτισμα των εξονίων επιτρέπει την παραγωγή διαφορετικών αλληλουχιών αμινοξέων διαφορετικών λειτουργικών πρωτεϊνών.

Αναφορά:

1. «Κανονισμός Ευκαρυωτικού Γονιδίου». Lumen; Απεριόριστη Βιολογία , Διαθέσιμο εδώ.

Εικόνα Ευγενική προσφορά:

1. «Ένα σύμπλεγμα» του Agathman – Ίδιο έργο (CC BY-SA 3.0) μέσω Commons Wikimedia
2. «Εναλλακτική συναρμολόγηση DNA» Από το Εθνικό Ινστιτούτο Ερευνών Ανθρώπινου Γονιδιώματος –  (Δημόσιος Τομέας) μέσω Commons Wikimedia