Penyambungan (genetika) terdiri dari apa, tipe



itu penyambungan, atau proses penyambungan RNA, adalah fenomena yang terjadi pada organisme eukariotik setelah transkripsi DNA ke RNA dan melibatkan pengangkatan intron gen, menjaga ekson. Ini dianggap mendasar dalam ekspresi gen.

Ini terjadi melalui peristiwa eliminasi ikatan fosfodiester antara ekson dan intron dan pengikatan ikatan selanjutnya antara ekson. Penyambungan terjadi pada semua jenis RNA, namun lebih relevan dalam molekul RNA kurir. Ini juga dapat terjadi pada molekul DNA dan protein.

Mereka dapat menjalani pengaturan atau jenis perubahan apa pun saat mengumpulkan ekson. Peristiwa ini dikenal sebagai splicing alternatif dan memiliki konsekuensi biologis penting.

Indeks

  • 1 Terdiri dari apakah itu??
  • 2 Di mana itu terjadi??
  • 3 Jenis
    • 3.1 Jenis penyambungan RNA
  • 4 Penyambungan alternatif
    • 4.1 Fungsi
    • 4.2 Penyambungan alternatif dan kanker
  • 5 Referensi

Terdiri dari apa itu??

Gen adalah urutan DNA dengan informasi yang diperlukan untuk mengekspresikan fenotipe. Konsep gen tidak terbatas pada sekuens DNA yang diekspresikan sebagai protein.

"Dogma" sentral biologi melibatkan proses transkripsi DNA ke RNA perantara molekul. Ini pada gilirannya diterjemahkan menjadi protein dengan bantuan ribosom.

Namun, pada organisme eukariotik, sekuens gen yang panjang ini terganggu oleh jenis sekuens yang tidak diperlukan untuk gen yang dipermasalahkan: intron. Agar RNA messenger dapat diterjemahkan secara efisien, intron ini harus dihilangkan.

Splicing RNA adalah mekanisme yang melibatkan beberapa reaksi kimia yang digunakan untuk menghilangkan elemen yang mengganggu urutan gen tertentu. Elemen-elemen yang dilestarikan disebut ekson.

Di mana itu terjadi??

Spiceosome adalah kompleks protein besar yang bertanggung jawab untuk mengkatalisasi langkah penyambungan. Ini terdiri dari lima jenis RNA nuklir kecil yang disebut U1, U2, U4, U5 dan U6, di samping serangkaian protein.

Ini berspekulasi bahwa spliceosome berpartisipasi dalam lipatan pre-mRNA untuk menyelaraskannya dengan dua daerah di mana proses penyambungan akan terjadi.

Kompleks ini mampu mengenali urutan konsensus yang dimiliki sebagian besar intron di dekat ujung 5 'dan 3'. Perlu dicatat bahwa gen telah ditemukan di Metazoans yang tidak memiliki urutan ini dan menggunakan kelompok lain RNA nuklir kecil untuk pengakuan mereka.

Jenis

Dalam literatur istilah splicing biasanya diterapkan pada proses yang melibatkan messenger RNA. Namun, ada berbagai proses penyambungan yang terjadi pada biomolekul penting lainnya.

Protein juga dapat mengalami penyambungan, dalam hal ini merupakan sekuens asam amino yang dikeluarkan dari molekul.

Fragmen yang dihapus disebut "intein". Proses ini terjadi secara alami pada organisme. Biologi molekuler telah berhasil menciptakan berbagai teknik menggunakan prinsip ini yang melibatkan manipulasi protein.

Dengan cara yang sama, splicing juga terjadi pada level DNA. Dengan demikian, dua molekul DNA yang sebelumnya dipisahkan dengan mampu mengikat melalui ikatan kovalen.

Jenis penyambungan RNA

Di sisi lain, tergantung pada jenis RNA ada perbedaan dalam strategi kimia di mana gen dapat menghilangkan intron. Khususnya penyambungan pra-mRNA adalah proses yang rumit, karena melibatkan serangkaian langkah yang dikatalisasi oleh spliceosome. Secara kimia, proses terjadi dengan reaksi transesterifikasi.

Dalam ragi, misalnya, proses dimulai dengan pemecahan daerah 5 'di situs pengenalan, "loop" intron-exon dibentuk oleh ikatan 2'-5'-fosfodiester. Proses berlanjut dengan pembentukan celah di wilayah 3 'dan akhirnya penyatuan dua ekson terjadi.

Beberapa intron yang mengganggu gen nuklir dan mitokondria dapat melakukan splicing mereka tanpa memerlukan enzim atau energi, tetapi melalui reaksi transesterifikasi. Fenomena ini diamati di dalam tubuh Tetrahymena thermophila.

Sebaliknya, sebagian besar gen nuklir termasuk dalam kelompok intron yang membutuhkan mesin untuk mengkatalisasi proses eliminasi.

Penyambungan alternatif

Pada manusia telah dilaporkan bahwa ada sekitar 90.000 protein berbeda dan sebelumnya diperkirakan ada jumlah gen yang identik..

Dengan kedatangan teknologi baru dan proyek genom manusia, disimpulkan bahwa kita hanya memiliki sekitar 25.000 gen. Jadi bagaimana mungkin kita memiliki begitu banyak protein?

Ekson tidak dapat dirakit dalam urutan yang sama di mana mereka ditranskripsi ke RNA, tetapi mereka diatur dengan membuat kombinasi baru. Fenomena ini dikenal sebagai splicing alternatif. Untuk alasan ini satu gen yang ditranskripsi dapat menghasilkan lebih dari satu jenis protein.

Ketidaksesuaian antara jumlah protein dan jumlah gen ini dijelaskan pada tahun 1978 oleh peneliti Gilbert, meninggalkan konsep tradisional "untuk gen ada protein".

Fungsi

Untuk Kelemen et al. (2013) "salah satu fungsi acara ini adalah untuk meningkatkan keragaman RNA messenger, selain mengatur hubungan antara protein, antara protein dan asam nukleat, dan antara protein dan membran."

Menurut penulis ini, "splicing alternatif bertanggung jawab untuk mengatur lokalisasi protein, sifat enzimatiknya dan interaksinya dengan ligan." Ini juga terkait dengan proses diferensiasi sel dan perkembangan organisme.

Dalam terang evolusi, ini tampaknya menjadi mekanisme penting untuk perubahan, karena sebagian besar organisme eukariotik yang lebih tinggi ditemukan menderita akibat tingginya splicing alternatif. Selain memainkan peran penting dalam diferensiasi spesies dan evolusi genom.

Penyambungan alternatif dan kanker

Ada bukti bahwa setiap kesalahan dalam proses ini dapat menyebabkan fungsi sel yang tidak normal, menghasilkan konsekuensi serius bagi individu. Dalam patologi potensial ini, kanker menonjol.

Itulah sebabnya splicing alternatif telah diusulkan sebagai penanda biologis baru untuk kondisi abnormal ini dalam sel. Demikian juga, jika kita dapat memahami secara menyeluruh dasar mekanisme terjadinya penyakit, kita dapat mengusulkan solusi bagi mereka.

Referensi

  1. Berg, J. M., Stryer, L., & Tymoczko, J. L. (2007). Biokimia. Saya terbalik.
  2. De Conti, L., Baralle, M., & Buratti, E. (2013). Definisi exon dan intron dalam splicing pra-mRNA. Ulasan Wiley Interdisciplinary: RNA, 4(1), 49-60.
  3. Kelemen, O., Convertini, P., Zhang, Z., Wen, Y., Shen, M., Falaleeva, M., & Stamm, S. (2013). Fungsi penyambungan alternatif. Gene, 514(1), 1-30.
  4. Lamond, A. (1993). Spliceosome. Bioessays, 15(9), 595-603.
  5. Roy, B., Haupt, L.M., & Griffiths, L.R. (2013). Ulasan: Alternatif Penyambungan (AS) Gen Sebagai Pendekatan untuk Menghasilkan Kompleksitas Protein. Genomik saat ini, 14(3), 182-194.
  6. Vila-Perelló, M., & Muir, T. W. (2010). Aplikasi Biologis Penyambungan Protein. Sel, 143(2), 191-200.
  7. Liu, J., Zhang, J., Huang, B., & Wang, X. (2015). Mekanisme splicing alternatif dan penerapannya dalam diagnosis dan pengobatan leukemia. Chinese Journal of Laboratory Medicine, 38 (11), 730-732.