Fungsi dan tipe Pseudogenes



itu pseudogen mereka ada di mana-mana dan urutan yang cukup melimpah dalam genom makhluk hidup, dari hewan dan tumbuhan hingga bakteri. Secara historis mereka dianggap sebagai fosil atau hanya sebagai "DNA sampah".

Namun, saat ini diketahui bahwa pseudogen memiliki fungsi pengaturan, dan beberapa bahkan dapat ditranskripsi menjadi RNA fungsional. Perannya dalam regulasi dapat dilakukan dengan membungkam atau membentuk RNA kecil atau dengan mengubah RNA kurir yang mengkode protein tertentu.

Dalam studi yang dilakukan dalam genom manusia, diperkirakan ada sekitar 20 ribu pseudogen - jumlah yang sebanding dengan urutan yang menyandikan protein..

Beberapa penulis menganggap sulit untuk menetapkan batas antara gen dan pseudogen, karena dalam beberapa kasus tidak berfungsi gen tidak jelas. Pengetahuan pseudogen saat ini dangkal dan masih ada banyak pertanyaan tentang subjek.

Indeks

  • 1 Apa itu pseudogen??
  • 2 Sejarah
  • 3 Fungsi
  • 4 Jenis pseudogen
    • 4.1 Diproses dan tidak diproses
    • 4.2 Gen yang hidup, phantom, dan pseudogen yang mati
  • 5 Perspektif evolusi
  • 6 Referensi

Apa itu pseudogen??

Pseudogen adalah salinan gen tertentu yang memiliki urutan kekurangan atau rusak, karena berbagai alasan.

Kerusakan ini terjadi karena perubahan frame pembacaan atau kodon penghentian prematur. Namun, Anda ingat secara struktural dalam beberapa aspek gen yang berasal mereka.

Pseudogenes dapat ditemukan di mana saja di dalam genom. Proses retrotransposisi dapat menyebabkan mereka dikelompokkan berdekatan dengan gen paralog mereka, atau dimasukkan di lokasi yang jauh - bahkan di kromosom lain.

Sejarah

DNA lebih kompleks daripada yang terlihat. Tidak semua bagiannya adalah kode protein. Artinya, tidak semua daerah menjadi RNA kurir, yang kemudian diterjemahkan ke dalam rangkaian asam amino - blok pembangun protein.

Dengan pengurutan genom manusia, menjadi sangat jelas bahwa hanya sebagian kecil (sekitar 2%) yang mengkode protein. Seketika para ahli biologi bertanya-tanya fungsi jumlah DNA yang sangat besar ini, yang ternyata, tidak penting.

Selama bertahun-tahun, semua DNA yang tidak mengkode protein, atau non-coding DNA, dianggap - salah - sebagai sampah DNA.

Wilayah-wilayah ini mencakup elemen transposable, varian struktural, segmen duplikat, sekuens berulang secara bersamaan, elemen nonkode yang dikonservasi, RNA fungsional nonkode, elemen pengaturan, dan pseudogen.

Saat ini, istilah DNA sampah telah benar-benar dibuang dari literatur. Bukti telah memperjelas bahwa pseudogen berperan sebagai elemen pengatur fungsi seluler yang berbeda.

Pseudogen pertama yang dilaporkan adalah pada tahun 1977 dalam DNA amfibi Xenopus laevis. Sejak saat itu, berbagai pseudogen mulai dilaporkan, pada berbagai organisme, termasuk tanaman dan bakteri.

Fungsi

Sebagaimana dibahas, pseudogen jauh dari salinan gen lain yang tidak aktif. Studi terbaru mendukung gagasan bahwa pseudogen bertindak sebagai elemen pengatur dalam genom, memodifikasi "sepupu" mereka yang mengkode protein.

Selain itu, beberapa pseudogen dapat ditranskripsi dalam RNA, dan beberapa menunjukkan pola aktivasi spesifik dari setiap jaringan..

Transkrip pseudogen dapat diproses menjadi RNA kecil yang mengganggu yang mengatur urutan pengkodean melalui RNAi.

Penemuan luar biasa adalah menemukan bahwa pseudogen mampu mengatur penekan tumor dan onkogen tertentu, dengan mengaktifkan mikroRNA spesifik..

Dalam temuan berharga ini dicatat bahwa pseudogen sering kehilangan regulasi mereka selama perkembangan kanker.

Fakta ini membenarkan penyelidikan yang lebih dalam tentang ruang lingkup sebenarnya dari fungsi pseudogene, untuk memiliki gagasan yang lebih baik tentang jaringan regulasi yang rumit di mana mereka terlibat, dan menggunakan informasi ini untuk tujuan medis..

Jenis pseudogen

Diproses dan tidak diproses

Pseudogen diklasifikasikan menjadi dua kategori besar: diproses dan tidak diproses. Yang terakhir ini dibagi menjadi subkategorisasi menjadi pseudogen kesatuan dan duplikat.

Pseudogen dihasilkan oleh kerusakan gen yang berasal dari duplikasi selama evolusi. "Kerusakan" ini terjadi melalui proses yang berbeda, apakah mutasi titik, penyisipan, penghapusan atau perubahan dalam bingkai bacaan terbuka.

Hilangnya produktivitas atau ekspresi karena peristiwa tersebut diterjemahkan menjadi produksi pseudogen yang tidak diproses. Jenis unit tersebut adalah salinan tunggal gen induk yang menjadi non-fungsional.

Pseudogen yang tidak diproses dan duplikatnya mempertahankan struktur gen, dengan intron dan ekson. Sebaliknya, pseudogen yang diproses berasal dari peristiwa retrotransposisi.

Retrotransposisi terjadi melalui reintegrasi cDNA (DNA komplementer, yang merupakan salinan terbalik dari transkrip RNA kurir) ke dalam area genom tertentu..

Urutan untai ganda dari pseudogen yang diproses dihasilkan oleh untai tunggal RNA yang dihasilkan oleh RNA polimerase II.

Gen hidup, pseudogen hantu dan mati

Klasifikasi lain, yang diajukan oleh Zheng dan Gerstein, mengklasifikasikan gen sebagai gen hidup, pseudogen, hantu, dan pseudogen mati. Klasifikasi ini didasarkan pada fungsi gen, dan pada "kehidupan" dan "kematian" ini.

Di bawah perspektif ini, gen hidup adalah gen yang mengkode protein, dan pseudogen yang mati adalah elemen dalam genom yang tidak ditranskripsi..

Keadaan sedang terdiri dari phantom pseudogenes, yang diklasifikasikan ke dalam tiga subkategori: pseudogene exaptated, pseudogen piggyback dan pseudogene sekarat (dari bahasa Inggris pseudogene tepat, pseudogen punggung babi, dan pseudogen sekarat).

Perspektif evolusi

Genom organisme juga berevolusi dan gen memiliki sifat untuk berubah dan berasal de novo. Berbagai mekanisme memediasi proses-proses ini, di antaranya duplikasi gen, fusi dan fisi gen, transfer lateral gen, dll..

Setelah gen berasal, itu merupakan titik awal sehingga kekuatan evolusi dapat bertindak.

Duplikasi gen berasal salinan di mana, secara umum, gen asli mempertahankan fungsinya dan salinan - yang tidak di bawah tekanan selektif mempertahankan fungsi awal - dapat bermutasi secara bebas dan mengubah fungsi.

Atau, gen baru dapat bermutasi sedemikian rupa sehingga akhirnya menjadi pseudogen dan kehilangan fungsinya..

Referensi

  1. Groen, J. N., Capraro, D., & Morris, K. V. (2014). Peran yang muncul dari RNA non-coding pseudogen dalam fungsi seluler. Jurnal internasional biokimia & biologi sel, 54, 350-355.
  2. Pink, R.C., Wicks, K., Caley, D.P., Punch, E.K., Jacobs, L., & Carter, D.R. F. (2011). Pseudogenes: pseudo-fungsional atau regulator utama dalam kesehatan dan penyakit?. Rna, 17(5), 792-798.
  3. Poliseno, L., Salmena, L., Zhang, J., Carver, B., Haveman, W. J., & Pandolfi, P. P. (2010). Fungsi pengkodean independen dari gen dan mRNA pseudogen mengatur biologi tumor. Alam, 465(7301), 1033.
  4. Tutar Y. (2012). Pseudogenes. Genomik komparatif dan fungsional, 2012, 424526.
  5. Zheng, D., & Gerstein, M. B. (2007). Batas yang ambigu antara gen dan pseudogen: yang mati bangkit, atau melakukannya?. Tren dalam Genetika, 23(5), 219-224.