PSEUDOGENES: MGA PAG-ANDAR AT URI - BIOLOGY - 2026

Ang mga pseudogenes ay nasa maraming lugar at lubos na masaganang mga pagkakasunud-sunod sa mga genom ng mga nabubuhay na organismo, mula sa mga hayop at halaman hanggang sa bakterya. Sa kasaysayan, itinuturing silang mga fossil o simpleng "junk DNA".

Gayunpaman, ngayon kilala na ang mga pseudogenes ay may mga pag-andar ng regulasyon, at ang ilan ay maaaring kahit na ma-transcribe sa functional RNA. Ang papel nito sa regulasyon ay maaaring isagawa sa pamamagitan ng silencing o pagbuo ng mga maliliit na RNA o sa pamamagitan ng mga pagbabago sa messenger RNA na ang mga code para sa isang tiyak na protina.

Pinagmulan: Rcrzarg sa English Wikipedia

Sa mga pag-aaral na isinagawa sa genome ng tao, tinantiya na may mga 20,000 pseudogenes - isang bilang na maihahambing sa mga pagkakasunud-sunod na code para sa mga protina.

Isinasaalang-alang ng ilang mga may-akda na mahirap magtatag ng isang hangganan sa pagitan ng isang gene at isang pseudogene, dahil sa ilang mga okasyon ang hindi pag-andar ng mga gene ay hindi malinaw. Ang kasalukuyang kaalaman sa pseudogenes ay mababaw at marami pa ring mga katanungan tungkol sa paksa.

Ano ang mga pseudogenes?

Ang mga pseudogenes ay mga kopya ng ilang mga gen na may kakulangan o "nasira" na pagkakasunud-sunod, dahil sa iba't ibang mga kadahilanan.

Ang mga pinsala na ito ay nangyayari dahil sa mga pagbabago sa pagbabasa ng mga frame o napaaga na mga stop na codon. Gayunpaman, ang mga ito ay istruktura na nakapagpapaalaala sa iba't ibang mga aspeto ng gene na nagmula sa kanila.

Ang mga pseudogenes ay maaaring matatagpuan kahit saan sa genome. Ang mga proseso ng Retrotransposition ay maaaring maging sanhi ng mga ito sa kumpol na katabi ng kanilang mga paralogue gene, o ipinasok sa isang malayong lokasyon - kahit sa ibang kromosoma.

Kasaysayan

Mas kumplikado ang DNA kaysa sa tila. Hindi lahat ng mga seksyon nito ay protina-coding. Iyon ay, hindi lahat ng mga rehiyon ay na-convert sa messenger RNA, na pagkatapos ay isinalin sa isang pagkakasunud-sunod ng mga amino acid - ang mga bloke ng gusali ng mga protina.

Sa pagkakasunud-sunod ng genome ng tao, naging malinaw na ang maliit na bahagi lamang (tungkol sa 2%) na mga code para sa mga protina. Agad na naisip ng mga biologo ang pag-andar ng napakalawak na halaga ng DNA na tila hindi mahalaga.

Sa loob ng maraming taon, ang lahat ng DNA na hindi nag-code para sa mga protina, o hindi pag-DNA ng DNA, ay - mali - itinuturing na junk DNA.

Kasama sa mga rehiyon na ito ang mga transposable na elemento, mga variant ng istruktura, mga duplicate na mga segment, tandem na paulit-ulit na mga pagkakasunud-sunod, naipreserba na mga elemento ng noncoding, mga function na noncoding RNA, mga elemento ng regulasyon, at mga pseudogenes.

Ngayon, ang salitang junk DNA ay ganap na bumaba mula sa panitikan. Nilinaw ng katibayan na ang mga pseudogenes ay lumahok bilang mga elemento ng regulasyon ng iba't ibang mga function ng cellular.

Ang unang pseudogene na iniulat ay noong 1977 sa DNA ng amphibian Xenopus laevis. Mula sa sandaling iyon, ang iba't ibang mga pseudogenes ay nagsimulang maiulat, sa iba't ibang mga organismo, kabilang ang mga halaman at bakterya.

Mga Tampok

Tulad ng tinalakay, ang mga pseudogenes ay napakalayo sa pagiging hindi aktibo na mga kopya ng isa pang gene. Sinusuportahan ng mga kamakailang pag-aaral ang ideya na ang mga pseudogenes ay kumikilos bilang mga elemento ng regulasyon sa genome, binabago ang kanilang "mga pinsan" na code para sa mga protina.

Bukod dito, maraming mga pseudogenes ang maaaring ma-transcribe sa RNA, at ang ilan ay nagpapakita ng isang pattern ng pag-activate ng tiyak na tissue.

Ang pseudogene transcript ay maaaring maiproseso sa maliit na nakakasagabal na mga RNA na kumokontrol sa mga pagkakasunud-sunod ng coding sa pamamagitan ng RNAi.

Ang isang kilalang natuklasan ay upang malaman na ang mga pseudogenes ay magagawang mag-regulate ng mga suppressor ng tumor at ilang mga oncogenes, sa pamamagitan ng pag-activate ng mga tiyak na microRNA.

Sa mahalagang paghahanap na ito, nabanggit na ang mga pseudogenes ay madalas na nawawala ang kanilang regulasyon sa panahon ng pag-unlad ng kanser.

Ang katotohanang ito ay nangangahulugan ng karagdagang pagsisiyasat sa totoong saklaw ng pagpapaandar ng pseudogene, upang makakuha ng isang mas mahusay na ideya ng masalimuot na network ng regulasyon kung saan sila ay naiintindihan, at gamitin ang impormasyong ito para sa mga layuning pang-medikal.

Mga uri ng pseudogenes

Naproseso at walang pag-aaral

Ang mga pseudogenes ay inuri sa dalawang malawak na kategorya: naproseso at hindi nasiyahan. Ang huli ay nahahati sa isang subcategorization sa yunit at duplicate na pseudogenes.

Ang mga pseudogenes ay ginawa ng pagkasira ng mga gene na nagmula sa pagdoble sa kurso ng ebolusyon. Ang mga "pagkukulang" na ito ay nangyayari sa pamamagitan ng iba't ibang mga proseso, maging ito ba ang mga mutasyon, pagsingit, pagtanggal o pagbabago sa bukas na frame ng pagbasa.

Ang pagkawala ng pagiging produktibo o pagpapahayag dahil sa nabanggit na mga kaganapan ay nagreresulta sa paggawa ng hindi pa natapos na pseudogene. Ang mga uri ng unitary ay isang solong kopya ng isang magulang gen na nagiging hindi gumagana.

Ang mga hindi pinahusay na pseudogenes at mga duplicate ay nagpapanatili ng istraktura ng isang gene, na may mga introns at exon. Sa kaibahan, ang naproseso na pseudogenes ay nagmula sa mga kaganapan sa retrotransposition.

Ang Retrotransposition ay nangyayari sa pamamagitan ng muling pagsasama ng isang cDNA (pantulong na DNA, na isang reverse copy ng isang messenger RNA transcript) sa isang tiyak na lugar ng genome.

Ang dobleng-stranded na pagkakasunud-sunod ng naproseso na pseudogene ay nabuo ng isang solong-stranded RNA na nabuo ng RNA polymerase II.

Mga nabubuhay na gen, multo at patay na pseudogenes

Ang isa pang pag-uuri, na iminungkahi ni Zheng at Gerstein, ay nag-uuri ng mga gene bilang mga buhay na gen, ghost pseudogenes, at mga patay na pseudogenes. Ang pag-uuri na ito ay batay sa pag-andar ng gene, at sa "buhay" at "kamatayan" ng mga ito.

Mula sa pananaw na ito, ang mga nabubuhay na gen ay ang mga gen na code para sa mga protina, at ang mga patay na pseudogenes ay mga elemento sa genome na hindi na-transcribe.

Ang isang intermediate state ay binubuo ng phantom pseudogenes, na kung saan ay naiuri sa tatlong mga subkategorya: na-exapted pseudogene, piggy-back pseudogene, at namamatay na pseudogene.

Ebolusyonaryong pananaw

Ang mga genome ng mga organismo ay nagbabago din at ang mga gene ay may pag-aari na baguhin at magmula sa n novo. Ang iba't ibang mga mekanismo ay nagpapagitna sa mga prosesong ito, bukod sa mga ito ay ang pagkopya ng gene, pagsasanib ng gene at paglabas, pag-ilid ng pag-ilid ng gene, atbp.

Kapag nagmula ang isang gene, kumakatawan ito sa isang panimulang punto para kumilos ang mga ebolusyon.

Ang pagdoble ng Gene ay gumagawa ng isang kopya kung saan, sa pangkalahatan, ang orihinal na gene ay nagpapanatili ng pagpapaandar nito at ang kopya - na kung saan ay hindi sa ilalim ng pumipili na presyon upang mapanatili ang nasabing paunang pag-andar - maaaring malayang magbago at magbago ng pagpapaandar.

Bilang kahalili, ang bagong gene ay maaaring mutate sa paraang ito ay nagtatapos sa pagiging isang pseudogene at nawawala ang pagpapaandar nito.

Mga Sanggunian

1. Groen, JN, Capraro, D., & Morris, KV (2014). Ang umuusbong na papel ng pseudogene ay nagpahayag ng mga non-coding RNAs sa mga cellular function. Ang internasyonal na journal ng biochemistry & cell biology, 54, 350-355.
2. Pink, RC, Wicks, K., Caley, DP, Punch, EK, Jacobs, L., & Carter, DRF (2011). Pseudogenes: pseudo-functional o key regulators sa kalusugan at sakit ?. Rna, 17 (5), 792-798.
3. Poliseno, L., Salmena, L., Zhang, J., Carver, B., Haveman, WJ, & Pandolfi, PP (2010). Ang isang independiyenteng pag-andar ng coding ng gene at pseudogene mRNAs ay kumokontrol sa tumor biology. Kalikasan, 465 (7301), 1033.
4. Tutar Y. (2012). Pseudogenes. Comparative at functional genomics, 2012, 424526.
5. Zheng, D., & Gerstein, MB (2007). Ang hindi malinaw na hangganan sa pagitan ng mga gene at pseudogenes: ang mga patay ay bumangon, o ginagawa nila ?. Ang mga trend sa Genetika, 23 (5), 219-224.