PAGHATI (GENETIKA): KUNG ANO ANG BINUBUO NITO, MGA URI - BIOLOGY - 2025

Ang splicing o proseso ng pag-splice ng RNA, ay isang kababalaghan na nangyayari sa mga eukaryotic organismo pagkatapos ng transkripsyon ng DNA sa RNA at nagsasangkot sa pag-alis ng mga introns ng isang gene, pagpapanatili ng mga exon. Ito ay itinuturing na mahalaga sa expression ng gene.

Ito ay nangyayari sa pamamagitan ng mga kaganapan ng pag-aalis ng bono ng phosphodiester sa pagitan ng mga exons at introns at ang kasunod na unyon ng bono sa pagitan ng mga exon. Ang paghihiwalay ay nangyayari sa lahat ng mga uri ng RNA, gayunpaman ito ay mas may kaugnayan sa molekula ng RNA na messenger. Maaari rin itong maganap sa mga molekula ng DNA at protina.

Pinagmulan: Ni BCSteve, mula sa Wikimedia Commons

Maaaring ito ay kapag ang mga exon ay nagtitipon, sumasailalim sila sa isang pag-aayos o anumang uri ng pagbabago. Ang kaganapang ito ay kilala bilang alternatibong paghahati at may mahalagang biological na kahihinatnan.

Ano ang binubuo nito?

Ang isang gene ay isang pagkakasunud-sunod ng DNA na may impormasyong kinakailangan upang maipahayag ang isang phenotype. Ang konsepto ng gene ay hindi mahigpit na hinihigpitan sa mga pagkakasunud-sunod ng DNA na ipinahayag bilang mga protina.

Ang gitnang "dogma" ng biology ay nagsasangkot sa proseso ng paglalagay ng DNA sa isang intermediate molekula, messenger RNA. Ito naman ay isinalin sa mga protina sa tulong ng ribosom.

Gayunpaman, sa mga eukaryotic na organismo ang mga mahahabang pagkakasunud-sunod ng gene na ito ay nakagambala sa pamamagitan ng isang uri ng pagkakasunud-sunod na hindi kinakailangan para sa gene na pinag-uusapan: mga intron. Upang ang messenger RNA ay maging mahusay na isinalin, dapat alisin ang mga introns na ito.

Ang RNA splicing ay isang mekanismo na nagsasangkot ng iba't ibang mga reaksyon ng kemikal na ginamit upang alisin ang mga elemento na nakakagambala sa pagkakasunud-sunod ng isang tiyak na gene. Ang mga elemento na natipid ay tinatawag na mga exon.

Saan ito nangyayari?

Ang spliceosome ay isang malaking kumplikadong protina na nagpapagana sa mga hakbang sa pag-splice. Binubuo ito ng limang uri ng maliit na mga nuclear RNA na tinatawag na U1, U2, U4, U5 at U6, pati na rin ang isang serye ng mga protina.

Ipinagpalagay na ang pag-splang ay nakikibahagi sa natitiklop na pre-mRNA upang ihanay ito nang tama sa dalawang rehiyon kung saan magaganap ang proseso ng pag-splice.

Ang kompleks na ito ay nakikilala ang pagkakasunud-sunod ng pinagkasunduan na karamihan sa mga introns ay malapit sa kanilang mga pagtatapos ng 5 'at 3'. Dapat pansinin na ang mga gene ay natagpuan sa mga Metazoans na walang mga pagkakasunud-sunod na ito at gumamit ng isa pang pangkat ng mga maliit na nukleyar na RNA para sa kanilang pagkilala.

Mga Uri

Sa panitikan, ang salitang paghahatid ay karaniwang inilalapat sa proseso na nagsasangkot ng messenger RNA. Gayunpaman, may iba't ibang mga proseso ng pag-splicing na nangyayari sa iba pang mahahalagang biomolecules.

Ang mga protina ay maaari ring sumailalim sa pag-splang, sa kasong ito ito ay isang pagkakasunud-sunod ng amino acid na tinanggal mula sa molekula.

Ang fragment na tinanggal ay tinatawag na "intein". Ang prosesong ito ay nangyayari nang natural sa mga organismo. Ang molekular na biology ay pinamamahalaang lumikha ng iba't ibang mga pamamaraan gamit ang prinsipyong ito na kasangkot sa pagmamanipula ng mga protina.

Katulad nito, ang pag-splicing ay nangyayari din sa antas ng DNA. Kaya, ang dalawang mga molekula ng DNA na dati nang pinaghiwalay ay may kakayahang sumali sa pamamagitan ng mga covalent bond.

Mga uri ng RNA splicing

Sa kabilang banda, depende sa uri ng RNA, may iba't ibang mga diskarte sa kemikal kung saan ang gen ay maaaring matanggal ang mga intron. Lalo na ang pag-splicing ng pre-mRNA ay isang kumplikadong proseso, dahil nagsasangkot ito ng isang serye ng mga hakbang na napalaki ng spliceosome. Chemical, ang proseso ay nangyayari sa pamamagitan ng mga reaksyon ng transesterification.

Sa lebadura, halimbawa, ang proseso ay nagsisimula sa pag-clear ng rehiyon ng 5 'sa lugar ng pagkilala, ang intron-exon "loop" ay nabuo sa pamamagitan ng isang bono na phosphodiester na 2'-5. Ang proseso ay nagpapatuloy sa pagbuo ng isang puwang sa rehiyon ng 3 'at sa wakas nangyayari ang unyon ng dalawang exon.

Ang ilan sa mga intron na nakakagambala sa mga neneyang nukleyar at mitochondrial ay maaaring isingit nang hindi nangangailangan ng mga enzyme o enerhiya, ngunit sa pamamagitan ng mga reaksyon ng transesterification. Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay sinusunod sa organismo ng Tetrahymena thermophila.

Sa kaibahan, ang karamihan sa mga nuklear na nukleyar ay kabilang sa pangkat ng mga intron na nangangailangan ng makinarya upang maparalisa ang proseso ng pagtanggal.

Alternatibong splicing

Sa mga tao ay naiulat na may mga 90,000 iba't ibang mga protina at dati ay naisip na dapat mayroong magkaparehong bilang ng mga gene.

Sa pagdating ng mga bagong teknolohiya at proyekto ng genome ng tao, posible na tapusin na mayroon lamang tayong 25,000 mga gene. Kaya paano posible na mayroon tayong napakaraming protina?

Ang mga exon ay hindi maaaring tipunin sa parehong pagkakasunud-sunod kung saan sila ay na-transcribe sa RNA, ngunit maaari silang ayusin sa pamamagitan ng pagtatatag ng mga kumbinasyon ng nobela. Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay kilala bilang alternatibong paghahati. Para sa kadahilanang ito ang isang solong na-transcribe na gene ay maaaring makagawa ng higit sa isang uri ng protina.

Ang kawalang-kasiyahan sa pagitan ng bilang ng mga protina at ang bilang ng mga gene ay pinabula noong 1978 ng mananaliksik na si Gilbert, na iniwan ang tradisyonal na konsepto ng "para sa isang gene mayroong isang protina."

Pinagmulan: Sa pamamagitan ng National Human Genome Research Institute (http://www.genome.gov/Images/EdKit/bio2j_large.gif), sa pamamagitan ng Wikimedia Commons

Mga Tampok

Para sa Kelemen et al. (2013) "ang isa sa mga pag-andar ng kaganapang ito ay upang madagdagan ang pagkakaiba-iba ng mga RNA ng messenger, bilang karagdagan sa pag-regulate ng mga relasyon sa pagitan ng mga protina, sa pagitan ng mga protina at nucleic acid at sa pagitan ng mga protina at lamad."

Ayon sa mga may-akda na ito "ang alternatibong paghahati ay may pananagutan sa pag-regulate ng lokasyon ng mga protina, ang kanilang mga katangian ng enzymatic at ang kanilang pakikipag-ugnay sa mga ligand". May kaugnayan din ito sa mga proseso ng pagkakaiba-iba ng cell at ang pag-unlad ng mga organismo.

Sa liwanag ng ebolusyon, tila isang mahalagang mekanismo para sa pagbabago, dahil ang isang mataas na proporsyon ng mas mataas na eukaryotic organismo ay natagpuan na magdusa ng mataas na mga kaganapan ng kahaliling kahalili. Bilang karagdagan sa pag-play ng isang mahalagang papel sa pagkita ng kaibhan ng mga species at sa ebolusyon ng genome.

Alternatibong splicing at cancer

Mayroong katibayan na ang anumang pagkakamali sa mga prosesong ito ay maaaring humantong sa isang hindi normal na paggana ng cell, na gumagawa ng mga malubhang kahihinatnan para sa indibidwal. Kabilang sa mga potensyal na pathologies na ito, ang cancer ay nakatayo.

Para sa kadahilanang ito, ang mga kahalili na kahalili ay iminungkahi bilang isang nobelang biological marker para sa mga abnormal na kondisyon sa mga cell. Gayundin, kung posible na lubos na maunawaan ang batayan ng mekanismo kung saan nangyayari ang sakit, ang mga solusyon para sa kanila ay maaaring iminungkahi.

Mga Sanggunian

1. Berg, JM, Stryer, L., & Tymoczko, JL (2007). Biochemistry. Baligtad ko.
2. De Conti, L., Baralle, M., & Buratti, E. (2013). Ang kahulugan ng Exon at intron sa paghahati ng pre-mRNA. Mga Review sa Wiley Interdisiplinaryary: RNA, 4 (1), 49-60.
3. Kelemen, O., Convertini, P., Zhang, Z., Wen, Y., Shen, M., Falaleeva, M., & Stamm, S. (2013). Pag-andar ng alternatibong pag-splicing. Gene, 514 (1), 1–30.
4. Lamond, A. (1993). Ang kahanga-hanga. Mga Bioessay, 15 (9), 595-603.
5. Roy, B., Haupt, LM, & Griffiths, LR (2013). Repasuhin: Alternatibong Pagbabahagi (AS) ng mga Gen Bilang Isang Diskarte para sa Pagbubuo ng pagiging kumplikado ng Protein. Kasalukuyang Genomics, 14 (3), 182–194.
6. Vila - Perelló, M., & Muir, TW (2010). Mga Application sa Biological ng Protein Splicing. Cell, 143 (2), 191-200.
7. Liu, J., Zhang, J., Huang, B., & Wang, X. (2015). Mekanismo ng alternatibong splicing at ang application nito sa diagnosis at paggamot ng leukemia. Chinese Journal of Laboratory Medicine, 38 (11), 730-77.