Τι προκαλεί τα γονίδια του ανθρώπινου γονιδιώματος 20000-25000 να κωδικοποιούν τόσα 120000 διαφορετικά εκφρασμένα mRNAs;
1. Εναλλακτική ματίσματος: Αυτός είναι ο πρωταρχικός μηχανισμός που είναι υπεύθυνος για την ποικιλομορφία του mRNA. Περιλαμβάνει την επιλεκτική συμπερίληψη ή τον αποκλεισμό διαφορετικών εξονίων (περιοχές κωδικοποίησης) από ένα μεταγραφή προ-mRNA. Αυτό επιτρέπει σε ένα μόνο γονίδιο να παράγει πολλαπλές ισομορφές πρωτεϊνών με ξεχωριστές λειτουργίες.
2. Εναλλακτικοί προαγωγείς: Ορισμένα γονίδια έχουν πολλαπλούς υποκινητές, περιοχές που ξεκινούν τη μεταγραφή. Η χρήση διαφορετικών προαγωγών μπορεί να οδηγήσει σε διαφορετικά 5 'άκρα του mRNA, οδηγώντας σε εναλλακτικές μεταγραφές με δυνητικά διαφορετικά ρυθμιστικά στοιχεία ή χώρους έναρξης μετάφρασης.
3. Εναλλακτική πολυαδενυλίωση: Το 3 'άκρο ενός μεταγραφήματος mRNA μπορεί να υποβληθεί σε επεξεργασία διαφορετικά, οδηγώντας σε διαφορετικά μήκη ουράς πολυ (Α) ή ακόμα και διαφορετικά 3' UTRs. Αυτό μπορεί να επηρεάσει τη σταθερότητα του mRNA, την αποδοτικότητα της μετάφρασης και τον εντοπισμό.
4. Επεξεργασία RNA: Αυτή η διαδικασία περιλαμβάνει χημικές τροποποιήσεις στην αλληλουχία RNA μετά τη μεταγραφή. Η επεξεργασία μπορεί να αλλάξει την αλληλουχία κωδικοποίησης του mRNA, οδηγώντας σε εναλλακτικές ισομορφές πρωτεΐνης.
5. Μεταγραφική ρύθμιση: Διαφορετικοί τύποι κυττάρων και αναπτυξιακά στάδια μπορούν να παρουσιάσουν διαφορετικά πρότυπα γονιδιακής έκφρασης, οδηγώντας σε παραλλαγές στην αφθονία συγκεκριμένων μεταγραφών mRNA.
6. Μετα-μεταγραφικές τροποποιήσεις: Οι τροποποιήσεις όπως η μεθυλίωση, η ακετυλίωση και η φωσφορυλίωση μπορούν να επηρεάσουν τη σταθερότητα του mRNA, την αποτελεσματικότητα της μετάφρασης και τον εντοπισμό, συμβάλλοντας στην ποικιλομορφία των μεταγραφών mRNA.
7. Μη κωδικοποιητικά RNAs: Αν και δεν μεταφράζονται άμεσα σε πρωτεΐνες, τα μη κωδικοποιημένα RNAs (NCRNAs) διαδραματίζουν σημαντικούς ρόλους στη ρύθμιση των γονιδίων, συμπεριλαμβανομένης της επίδρασης της σταθερότητας, της μετάφρασης και της συγκέντρωσης του mRNA. Μπορούν να συμβάλουν στην ποικιλομορφία των μεταγραφών mRNA έμμεσα.
Συνοπτικά: Το ανθρώπινο γονιδίωμα είναι αξιοσημείωτα αποτελεσματικό στη δημιουργία μιας ποικίλης ομάδας mRNA από περιορισμένο αριθμό γονιδίων. Αυτοί οι μηχανισμοί, από εναλλακτική ματίσματος έως μετα-μεταγραφικές τροποποιήσεις, επιτρέπουν την παραγωγή ενός τεράστιου ρεπερτορίου μεταγραφών που συμβάλλουν στην πολυπλοκότητα των ανθρώπινων κυττάρων και ιστών.
