Альтернативный Сплайсинг – определение и примеры

Альтернативный сплайсинг. Механизм. Биологическая роль.

Альтернативный сплайсинг – процесс, в ходе которого экзоны , вырезанные из мРНК, объединяются в различных комбинациях ,что порождает различные формы зрелой мРНК.

Механизм: Процесс соединения одного экзона с другим происходит в участках определенной последовательности нуклеотидов. Донорный сайт сплайсинга всегда заканчивается одним из двух динуклеотидов, обычно – AG.В начале происходит нуклеофильная атака донорного экзона, затем происходит разрезание, кусочек GU заворачивается и присоединяется к А. Затем разрезается вторая часть, первый экзон соединяется со вторым, и образуется интрон.

Биологическая роль альтернативного сплайсинга для многоклеточных эукариот состоит в том, что он является ключевым механизмом увеличения разнообразия белков, а также позволяет осуществлять сложную систему регуляции экспрессии генов, в том числе тканеспецифической.

Трасляция как стадия синтеза белка. Инициация, элонгация, терминация.

Трансляция– это биосинтез белка на матрице мРНК.

После переноса информации с ДНК на матричную РНК начинается синтез белков. Каждая зрелая мРНК несет информацию только об одной полипептидной цепи. Если клетке необходимы другие белки, то необходимо транскрибировать мРНК с иных участков ДНК.

Биосинтез белков или трансляция происходит на рибосомах, внутриклеточных белоксинтезирующих органеллах, и включает 5 ключевых элементов:матрица – матричная РНК,растущая цепь – полипептид,субстрат для синтеза – 20 протеиногенных аминокислот,источник энергии – ГТФ,рибосомальные белки, рРНК и белковые факторы.

Выделяют три основных стадии трансляции: инициация, элонгация, терминация.

Инициация.Для инициации необходимы мРНК, ГТФ, малая и большая субъединицы рибосомы, три белковых фактора инициации (ИФ-1, ИФ-2, ИФ-3), метионин и тРНК для метионина.

В начале этой стадии формируются два тройных комплекса: первый комплекс – мРНК + малая субъединица + ИФ-3,второй комплекс – метионил-тРНК + ИФ-2 + ГТФ.

После формирования тройные комплексы объединяются с большой субъединицей рибосомы. В этом процессе активно участвуют белковые факторы инициации, источником энергии служит ГТФ. После сборки комплекса инициирующая метионил-тРНК связывается с первым кодоном АУГ матричной РНК и располагается в П-центре (пептидильный центр) большой субъединицы. А-центр (аминоацильный центр) остается свободным, он будет задействован на стадии элонгации для связывания аминоацил-тРНК.

Элонгация.Для этой стадии необходимы все 20 аминокислот, тРНК для всех аминокислот, белковые факторы элонгации, ГТФ. Удлинение цепи происходит со скоростью примерно 20 аминокислот в секунду.

Элонгация представляет собой циклический процесс. Первый цикл (и следующие циклы) элонгации включает три шага:1.Присоединение аминоацил-тРНК (еще второй) к кодону мРНК (еще второму), аминокислота при этом встраивается в А-центр рибосомы. Источником энергии служит ГТФ.2.Фермент пептидилтрансфераза осуществляет перенос метионина с метионил-тРНК (в П-центре) на вторую аминоацил-тРНК (в А-центре) с образованием пептидной связи между метионином и второй аминокислотой. При этом уже активированная СООН-группа метионина связывается со свободной NH2-группой второй аминокислоты. Здесь источником энергии служит макроэргическая связь между аминокислотой и тРНК.3.Фермент транслоказа перемещает мРНК относительно рибосомы таким образом, что первый кодон АУГ оказывается вне рибосомы, второй кодон (на рисунке ) становится напротив П-центра, напротив А-центра оказывается третий кодон (на рисунке ). Для этих процессов необходима затрата энергии ГТФ. Так как вместе с мРНК перемещаются закрепленные на ней тРНК, то инициирующая первая тРНК выходит из рибосомы, вторая тРНК с дипептидом помещается в П-центр.

Второе повторение цикла – начинается с присоединения третьей аминоацил-тРНК к третьему кодону мРНК, аминокислота-3 становится в А-центр. Далее трансферазная реакции повторяется и образуется трипептид, занимающий А-центр, после чего он смещается в П-центр в транслоказной реакции..

В пустой А-центр входит четвертая аминоацил-тРНК и начинается третий цикл элонгации:Образование пептидной связи при встраивании четвертой аминокислоты в пептид.Субъединицы рибосомы, большая часть транспортных РНК и матричная РНК не показаны.

Цикл элонгации (реакции 1,2,3) повторяется столько раз, сколько аминокислот необходимо включить в полипептидную цепь.

Терминация.Синтез белка продолжается до тех пор, пока рибосома не достигнет на мРНК особых терминирующих кодонов – стоп-кодонов УАА, УАГ, УГА. Данные триплеты не кодируют ни одной из аминокислот, их также называют нонсенс-кодоны. При вхождении этих кодонов внутрь рибосомы происходит активация белковых факторов терминации, которые последовательно катализируют:Гидролитическое отщепление полипептида от конечной тРНК.Отделение от П-центра последней, уже пустой, тРНК.Диссоциацию рибосомы.

Источником энергии для завершения трансляции является ГТФ.

72. Посттрансляционная модификация

После завершения трансляции большая часть белков подвергается дальнейшим химическим модификациям, которые называются посттрансляционными модификациями. Известно более двухсот вариантов посттрансляционных модификаций белков.

Читайте также:
Acoelomatа это - определение и тест

Посттрансляционные модификации могут регулировать продолжительность существования белков в клетке, их ферментативную активность и взаимодействия с другими белками. В ряде случаев посттрансляционные модификации являются обязательным этапом созревания белка, в противном случае он оказывается функционально неактивным. К примеру, при созревании инсулина и некоторых других гормонов необходим ограниченный протеолиз полипептидной цепи, а при созревании белков плазматической мембраны — гликозилирование.

Посттрансляционные модификации могут быть как широко распространёнными, так и редкими, вплоть до уникальных. Примером универсальной модификации служит убиквитинирование (присоединение к белку цепи из нескольких молекул короткого белка убиквитина), которое служит сигналом к расщеплению этого белка протеасомой. Другой распространённой модификацией является гликозилирование — считается, что около половины белков человека гликозилировано. К редким модификациям относят тирозинирование/детирозинирование и полиглицилирование тубулина.

Один и тот же белок может подвергаться многочисленным модификациям. Так, гистоны(белки, входящие в состав хроматина у эукариот) в разных условиях могут подвергаться более чем 150 различным модификациям.

Посттрансляционные модификации делят на:1.модификации главной цепи;отщепление N-концевого остатка метионина;ограниченный протеолиз — удаление фрагмента белка, которое может происходить с концов (отщепление сигнальных последовательностей) или, в отдельных случаях, в середине молекулы (созревание инсулина);присоединение различных химических групп к свободным амино- и карбоксильной группам (N-ацилирование, миристоилирование и др.);2.модификации боковых цепей аминокислот;присоединение или отщепление небольших химических групп (гликозилирование, фосфорилирование и др.);присоединение липидов и углеводородов;изменение стандартных аминокислотных остатков на нестандартные (образование цитруллина);образование дисульфидных мостиков между остатками цистеина;3.присоединение небольших белков (сумоилирование и убиквитинирование).

Строение оперона прокариот.

Основой регуляции процессов синтеза белка является оперон – комплекс генов, включающий:ген-регулятор (Р), обеспечивающий синтез белка-репрессора (РЕП);ген-оператор (О), управляет включением и выключением считывания информации со структурных генов, способен взаимодействовать с белком-репрессором;ген-промотор (П) – место прикрепления РНК-полимеразы – фермента, осуществляющего процесс транскрипции;структурные гены (СГ, содержат информацию о последовательности аминокислот в ферментах);ген-терминатор – участок в конце оперона, сигнализирующий о прекращении транскрипции.

Рибозимы.

Рибозим (сокращение от «рибонуклеиновая кислота» и «энзим»), также называемая ферментативной РНК или каталитической РНК — это молекула РНК, обладающаякаталитическим действием. Многие рибозимы естественного происхождения катализируют расщепление самих себя или других молекул РНК, кроме того образованиепептидной связи в белках происходит при помощи рРНК рибосомы. В рамках исследований, посвященных происхождению жизни, удалось создать искусственные рибозимы типа РНК-полимеразы, способные при определенных условиях катализировать свою собственную сборку. Первые лабораторные образцы показали невысокую каталитическую способность: они успевают собрать в цепочку не более 14 нуклеотидов за 24 часа, по истечении которых они разлагаются за счет гидролизафосфодиэфирных связей, однако результат постепенно улучшается: в 2011 году достигнуто значение в 95 нуклеотидов.

РНК-интерференция

RNA interference, RNAi) — процесс подавления экспрессии гена на стадии транскрипции, трансляции, деаденилирования или деградации мРНК при помощи малых молекул РНК. ПроцессыРНКинтерференции обнаружены в клетках многих эукариот: у животных, растений и грибов.

РНК интерференция: способ посттранскрипционного подавления экспрессиигенов (сайленсинга, silencing ), при котором двухцепочечная РНК (dsRNA) индуцирует деградацию гомологичной мРНК . Двухцепочечная РНК при этом распадается на короткие двухцепочечные фрагменты (21-25 п.о.), обозначаемые как малые интерферирующие РНК (small interfering RNA, siRNA) . Возможно, частично РНК интерференция может осуществляться и на транскрипционном уровне, по крайней мере, у некоторых организмов. МикроРНК (miRNA) и siRNA образуются с помощью одного и того же ферментаDICER – рибонуклеазы III типа . В отличие от miRNA, siRNA продуцируются из длинных двухцепочечных РНК, попадающих в клетку экзогенно или из dsPHK , образующихся в результате транскрипции в противоположных направлениях одного участка генома.

А Сплайсинг и альтернативный сплайсинг в клетках, их значение для синтеза белков

Работа Шарпа и Робертса, опубликованная в 1977 году, показала, что гены высших организмов имеют «прерывистую» структуру: кодирующие отрезки гена перемежаются с некодирующей ДНК, которая не используется при экспрессии генов. «Прерывистая» структура гена была обнаружена, когда аденовирусная мРНК была гибридизована с фрагментами одиночной цепи ДНК. В результате выяснилось, что мРНК-участки этих гибридных двухцепочечных молекул мРНК-ДНК содержат 5′- и 3′-концы участков, не обладающие водородными связями. Более длинные отрезки ДНК при гибридизации закольцовывались и образовывали ответвления. Стало ясно, что эти закольцованные участки, содержащие «ненужные» последовательности, извлекаются из пре-мРНК в результате процесса, который и был назван «сплайсингом». Впоследствии было также выяснено, что прерывистая структура крайне широко распространена у эукариотических генов.

Читайте также:
Амнион это - определение и функция

Сплайсинг(от англ. splice-соединять, сращивать) – удаление из молекулы РНК нитронов (участков РНК, которые практически не несут генетической информации) и соединение оставшихся участков, несущих генетическую информацию (экзонов), в одну молекулу. Катализируется сплайсосомой – комплексом белков и РНК. (по презентации)

94% человеческих генов подвергаются альтернативному сплайсингу, причем в разных тканях производятся разные наборы белков. Благодаря этому разнообразие белков в организме млекопитающих значительно выше, чем у низших животных, хотя количество генов у тех и других примерно одинаково.

В остальных 6% генов Ч. просто нет интронов! Интроны – не просто разделители экзонов, а регуляторные участки, в которых зашифрованы инструкции по считыванию экзонов!

Если сплайсинг – еще одна возможность регуляции синтеза белков, то перетасовка экзонов при альтернативном сплайсинге (чаще добавление новых участков к старым) для выработки новых белковых продуктов – важнейшее приобретение в ходе эволюции эукариот

Сплайсинг – один из этапов образования функционально активных молекул РНК (процессинг РНК) из их предшественников[1], который осуществляется после завершения транскрипции (синтез РНК на ДНК-матрице). В результате удаления каждого интрона[2] происходит разрыв двух фосфодиэфирных связей с последующим образованием одной новой.

Механизмы сплайсинга у различных классов РНК различаются между собой. Для всех них характерна точность удаления интронов и соединения экзонов[3].

Сплайсинг Википедия (от англ. splice — сращивать или склеивать концы чего-либо) — процесс вырезания определенных нуклеотидных последовательностей из молекул РНК и соединения последовательностей, сохраняющихся в «зрелой» молекуле, в ходе процессинга РНК. Наиболее часто этот процесс встречается при созревании матричной, или информационной, РНК (мРНК) у эукариот, при этом путём биохимических реакций с участием РНК и белков из мРНК удаляются участки, не кодирующие белок (интроны) и соединяются друг с другом кодирующие аминокислотную последовательность участки — экзоны. Таким образом незрелая пре-мРНК превращается в зрелую мРНК, с которой считываются (транслируются) белки клетки. Большинство генов прокариот, кодирующих белки, не имеют интронов, поэтому у них сплайсинг пре-мРНК встречается редко. У представителей эукариот, бактерий и архей встречается также сплайсинг транспортных РНК (тРНК) и других некодирующих РНК.

Альтернативный сплайсинг Википедия — процесс, позволяющий одному гену производить несколько мРНК и, соответственно, белков. Большинство генов в эукариотических геномах содержат экзоны и интроны. После транскрипции в процессе сплайсинга интроны удаляются из пре-мРНК. А вот экзон может включаться (или нет) в состав конечного транскрипта. Таким образом, с помощью альтернативного сплайсинга можно получить множество транскриптов, а, следовательно, и белков. Объединение различных сайтов сплайсинга позволяет индивидуальным генам экспрессировать множество мРНК, которые кодируют белки, порой, с антагонистическими функциями. Экзон одного варианта сплайсинга может оказаться интроном в альтернативном пути. Разные варианты сплайсинга могут приводить к образованию разных изоформ одного и того же белка. Например, ген тропонина состоит из 18 экзонов и кодирует многочисленные изоформы этого мышечного белка. Разные изоформы тропонина образуются в разных тканях и на определенных стадиях их развития.

Сущность альтернативного сплайсинга заключается в том, что в результате посттранскрипционного процессинга предшественника мРНК, из которого в результате сплайсинга вырезаются некодирующие последовательности нуклеотидов, соответствующие интронам транскрибированного гена, образуются зрелые мРНК, различающиеся по своей первичной структуре. В результате в разных клетках из одного и того же предшественника получаются молекулы зрелых мРНК, которые объединяют в различных комбинациях последовательности экзонов транскрибированного гена.

Альтернативное соединение: определение, объяснение, примеры

Альтернативный сплайсинг – это метод, используемый клетками для создания множества белков из одной и той же цепи ДНК. Это также называется альтернативным сплайсингом РНК. В обычной ДНК перевод, специализированные белки создают мессенджер РНК (мРНК ) из шаблона ДНК. Эта мРНК затем находит свой путь к рибосома где код РНК переводится в структуру нового белка. В альтернативном сплайсинге, взаимодействия между различными белками, клетка и среда может привести к тому, что разные сегменты исходной ДНК будут исключены из мРНК. Когда это происходит, альтернативная мРНК транслируется в совершенно другой белок.

Белки различаются только по основному расположению их аминокислоты, что продиктовано мРНК. Как только это изменяется, функция белка изменяется. Используя метод альтернативного сплайсинга, организмы могут производить гораздо больше белков, чем может указывать их ДНК. Например, у людей есть около 20 000 генов, которые кодируют белок. Тем не менее, считается, что в организме человека содержится более 100 000 различных белков. Альтернативный сплайсинг создает эти разные формы.

Читайте также:
Апоплексия - определение и объяснение

Как работает альтернативный сплайсинг?

Альтернативный сплайсинг происходит после того, как первичная мРНК создана из ДНК. Этот процесс называется транскрипция, поскольку языки РНК и ДНК в основном одинаковы. Они оба полагаются на 4 нуклеотид основы. Когда рибосома читает этот язык, она переводит сообщение на язык белков, который состоит из примерно 21 аминокислоты.

Следовательно, прежде чем первичная мРНК транслируется в белок, она должна быть сначала модифицирована и отредактирована. При нормальном сплайсинге особый комплекс белка и РНК, называемый сплайсосомой, присоединяется к первичной мРНК. Первичная мРНК имеет различные области, называемые интронами и экзонами. Эти области смешиваются вместе, и интроны должны быть удалены, чтобы создать функциональный белок.

Сплайсосома специально оборудована для удаления интронов. Сплайсосомы состоят из четырех различных субъединиц, называемых маленькими ядерными рибонуклеопротеинами (snRNP или «snurp»). Каждый «рывок» имеет две маленькие ядерные РНК (snRNAs). Эти специальные цепи РНК содержат последовательности нуклеотидов, которые соответствуют определенным местоположениям в экзонах и связываются с ними. Белковая часть сплайсосомы затем действует как фермент, удаляя интроны и связывая вместе экзоны. Эта сплайсированная мРНК теперь готова для трансляции в белок.

Однако может также иметь место альтернативный сплайсинг. Хотя весь механизм не совсем понятен, известно, что определенные химические факторы могут стимулировать работу сплайсосомы по-разному. Может быть дан сигнал, чтобы исключить экзон или даже несколько экзонов из конечной мРНК. Другие сигналы и пути могут привести к тому, что сплайсосома оставит нетронутыми интроны или пропустит большие участки белка. Наши тела имеют много разных применений для белков, и часто могут использовать один и тот же план ДНК, чтобы сделать многие из этих белков. См. Раздел примеров для конкретных примеров. Ниже приведена обобщенная диаграмма, показывающая различные способы, которыми сплайсосома может альтернативно сплайсировать первичную РНК.

Существует еще одна форма альтернативного сплайсинга, известная как транс-сплайсинг, в которой экзоны двух разных генов собираются вместе с помощью сплайсосомы. Этот генетический процесс наблюдается только у нескольких одноклеточных организмов, но может помочь объяснить их генетическое разнообразие без половое размножение, В то время как сексуально размножающиеся организмы должны размножаться, чтобы смешать их генетика и производить новые сорта, эти организмы могут сделать это гораздо быстрее. Эта форма альтернативного сплайсинга может легко создать совершенно новые функции в этих организмах, что может оказаться полезным.

Примеры альтернативного сплайсинга

Гены нейрексинов

У людей есть 3 гена, которые кодируют семейство белков, известных как нейрексин. Эти белки включены в плазматическая мембрана, Они распространяются из плазматической мембраны и в пространство между нервами. Здесь они связываются с белком из другой нервной клетки. Этот белковый комплекс удерживает клетки на месте. Хотя есть только 3 разных гена, которые кодируют нейрексин, в семействе нейрексинов более 3000 различных белков.

Это возможно благодаря альтернативному сращиванию. Поскольку сплайсосома обрабатывает первичные молекулы мРНК из этих генов, на нее влияет ряд генов-промоторов, молекул в клетке и других сигналов. Это влияние, которое экзоны включаются в конечную мРНК. Альтернативный сплайсинг может сделать белки больше или меньше, или с отсутствующими областями, но, как правило, все еще производит рабочий белок. Таким образом, каждая вариация клеточного окружения или внеклеточного сигнала создает различный белок с немного другой функцией.

В то время как все белки нейрексина будут функционировать, удерживая вместе синапс между двумя нервами, созданный вариант теоретизируется на ряд вещей. Во-первых, это может изменить сигнал, проходящий между двумя нейронами. Это может дать необходимый эффект для головной мозг обработать сигнал. Разные белки могут быть использованы в разное время, в разных клетках, у одного и того же животного. Это может быть необходимо для приспособления множества различных сред в пределах организм и убедитесь, что нейроны работают правильно.

Когда ученые наблюдали те же гены у рыб, они обнаружили что-то интересное. Хотя у рыб также есть эти гены, они не могут разделить гены почти на столько альтернатив. Это привело ученых к гипотезе, что альтернативный сплайсинг может быть использован для модификации этих генов таким образом, чтобы они были специфичны для определенных частей мозга. Таким образом, альтернативный сплайсинг может обеспечить своего рода «систему индексации» для мозга. Это может быть причиной того, что люди могут хранить так много дополнительной информации и иметь такую ​​эффективную долговременную память.

Читайте также:
9 самых смертоносных и ядовитых пауков в мире с фото

Создание антител

В аналогичном процессе организм человека вырабатывает антитела для борьбы бактерии, вирусы и инородные тела, которые заражают ткани. Для этого тело должно сделать антитело или белок, специально предназначенный для прилипания к захватчику. Эти белки производятся В-лимфоцитами, которые содержат ДНК и механизмы для создания этих сложных белков. Однако есть проблема.

В-лимфоциты должны прикреплять белок к себе и высвобождать антитело в кровоток. Антитело в кровотоке будет связываться с захватчиками, позволяя иммунным клеткам нацеливаться на них. Прикрепляя антитела непосредственно к В-лимфоцитам, эти клетки могут легко поглотить захватчиков, когда они сталкиваются с ними. Чтобы сделать это с минимальной энергией и с помощью одной и той же ДНК, эти иммунные клетки используют альтернативный сплайсинг.

Последние два экзона в генетический код для антител особенные. Эти два экзона кодируют область белка, которая гидрофобный или сопротивляется воде. Эти области прикрепляются внутри гидрофобного ядра фосфолипид двухслойная. Это эффективно блокирует их в клеточная мембрана, Альтернативный сплайсинг просто удаляет эти два экзона. Теперь белок будет служить той же цели, но он растворим в воде и может проходить через кровь и жидкости.

После получения сигнала для создания антител, B-лимфоцит должен создать много сразу для себя и для высвобождения в организм. Для этого он активно транскрибирует ген для антитела быстро, чтобы создать как можно больше первичных транскриптов. Некоторые из них будут обработаны, чтобы сохранить гидрофобную область, а некоторые сплайсосомы вырежут это. Таким образом, белки для обоих применений создаются из одного и того же сигнала для создания антител. Альтернативный сплайсинг позволяет инициировать много разных процессов из одного и того же сигнала транскрипции ДНК.

викторина

1. Какова основная цель альтернативного сплайсинга?A. Для создания вариантов белковB. Помочь с обменом веществC. Для ускорения процесса создания белков

Ответ на вопрос № 1

верно. Альтернативный сплайсинг позволяет организмам хранить информацию для всего семейства генов в одном месте. Поскольку гены могут быть отредактированы, сращены по-разному и модифицированы, они могут создавать гораздо больше фактических белков, чем количество генов, которые они имеют.

2. Почему организму нужно так много разновидностей одного и того же белка?A. Они не, это просто дополнительная генетическая изменчивость B. Для тысяч различных функций их клетки завершеныC. Ученые не знают ответ

Ответ на вопрос № 2

С верно. Ученым еще предстоит полностью определить функцию альтернативного сплайсинга. Все вышеперечисленное может быть правильным или ни одним из них. Похоже, это связано с повышенной сложностью. Однако обыкновенная плодовая муха является одним из организмов с наиболее сложными альтернативными схемами сплайсинга, которые мы изучали.

3. Как альтернативный сплайсинг может помочь создать интеллект?A. Производя различные белки, он может создавать передовые нервные связиB. Чем больше у вас белка, тем умнее выC. Вряд ли альтернативный сплайсинг создает интеллект

Ответ на вопрос № 3

верно. Альтернативный сплайсинг может, по существу, позволить мозгу картировать связи между различными нервами и определять конкретные нервы для определенных задач. Это основа интеллекта и памяти. Чем более специализированные связи мозг имеет, тем больше организм может запомнить и обработать.

Альтернативный Сплайсинг

Печать

Альтернативный сплайсинг — это вариант сплайсинга матричных РНК (мРНК), при котором в ходе экспрессии гена на основе одного и того же первичного транскрипта (пре-мРНК) происходит образование нескольких зрелых мРНК. Структурные и функциональные различия образовавшихся транскриптов могут быть вызваны как выборочным включением в зрелую мРНК экзонов первичного транскрипта, так и сохранением в ней частей интронов.

Его также называют альтернативного сплайсинга РНК. В обычном ДНК перевод, специализированных белков создать РНК (мРНК) из ДНК шаблона. Эта мРНК затем находит свой путь к рибосоме, где РНК код перевода в структуру нового белка. В альтернативном сращивании, взаимодействие между различными белками, клеткой и окружающей средой может привести к тому, что различные сегменты исходной ДНК будут опущены из мРНК. Когда это происходит, альтернативная мРНК переводится в совершенно другой белок.

Читайте также:
5 фактов о цветочной анатомии. Анатомия цветов

Белки различаются только основным расположением их аминокислот, что диктуется мРНК. Как только это будет изменено, функция протеина изменяет. Используя метод альтернативного сплайсинга, организмы могут производить гораздо больше белков, чем может указывать их ДНК. Например, у людей есть около 20 000 генов, которые кодируют белок. Однако, подуманы, что будут над 100 000 различными протеинами в человеческом теле. Альтернативные сплайсинга создает эти различные формы.

Как Работает Альтернативный Сплайсинг?

Альтернативный сплайсинг происходит после первичной мРНК создается из ДНК. Этот процесс называется транскрипцией, а на язык РНК и ДНК в основном такие же. Оба они полагаются на 4 нуклеотидных основания. Когда рибосома считывает этот язык, он переводит сообщение на язык белка, который состоит из 21 аминокислоты.

Поэтому, прежде чем первичная мРНК будет переведена в белок, она должна быть сначала изменена и отредактирована. В нормальное сращивание, специальное белка и РНК комплекс под названием spliceosome присоединяется к первичной мРНК. Первичная мРНК имеет различные регионы, называемые интроны и экзоны. Эти области смешиваются, и интроны должны быть удалены, чтобы создать функциональный белок.

Spliceosome специально оборудовано для того чтобы извлечь introns. Spliceosomes состоят из четырех различных субъединиц, называемых малыми ядерными ribonucleoproteins (snRNP или “snurp”). Каждый “snurp” имеет два маленьких ядерных РНК (snRNAs). Эти специальные пряди РНК содержат последовательности нуклеотидов, которые соответствуют определенным местоположениям в экзонах и связываются с ними. Часть протеина spliceosome после этого действует как энзим, извлекая introns и связывая exons совместно. Эта сплайсированная мРНК теперь готова быть переведенным в протеин.

Однако, другой соединять может также осуществить. Пока весь механизм хорошо не понят, знано что некоторые химические факторы могут простимулировать spliceosome для того чтобы работать в другой способ. Может быть дан сигнал об исключении экзона или даже нескольких экзонов из окончательной мРНК. Другие сигналы и пути могут заставить spliceosome оставить интроны нетронутыми или пропустить большие участки белка. Наши тела имеют много различных польз для протеинов, и могут часто использовать такой же светокопии дна для того чтобы сделать много из этих протеинов. Конкретные примеры см. в разделе примеры. Ниже приведена обобщающая Диаграмма, показывающая различные способы, которыми spliceosome может альтернативно соединить первичную РНК.

Есть еще одна форма альтернативного сплайсинга, известный как транс-сплайсинга, в котором экзоны двух разных генов собираются вместе spliceosome. Этот генетический процесс наблюдалась только в нескольких одноклеточных организмов, но может помочь объяснить их генетического разнообразия без полового размножения. В то время как половые размножающиеся организмы должны размножаться, чтобы смешивать их генетику и производить новые сорта, эти организмы могут делать это намного быстрее. Эта форма альтернативного сплайсинга может легко создать совершенно новые функции в этих организмах, которые могут оказаться полезными.

Примеры альтернативного Сплайсинга

Гены Neurexin

У людей есть 3 гены, кодирующие семейство белков, известных как neurexins. Эти белки встраиваются в плазматическую мембрану. Они простираются из плазменной мембраны и в пространство между нервами. Здесь они связываются с белком из другой нервной клетки. Этот белковый комплекс удерживает клетки на месте. Пока только 3 различных Гена которые кодируют для neurexins, над 3.000 различными протеинами в семье neurexin.

Это возможно через альтернативный соединять. По мере того как spliceosome обрабатывает основные молекулы mRNA от этих генов, он повлиян на несколькими генов промотора, молекулами в клетке, и другими сигналами. Это влияние, которое экзоны включаются в окончательную мРНК. Альтернативный соединять может сделать протеины более большим или более малым, или с отсытствиями зон, но он вообще все еще производит работая протеин. В этом путе, каждое изменение клетчатой окружающей среды или внеклеточный сигнал создают по-разному протеин с немножко по-разному функцией.

В то время как все neurexin белков будет функционировать в холдинг вместе синапс между двумя нервами, изменения, произведенные предположил, чтобы сделать несколько вещей. Во-первых, это может изменить сигнал, перемещающийся между двумя нейронами. Это может создать необходимый эффект для обработки сигнала мозгом. Различные белки могут использоваться в разное время, в разных клетках, в одном и том же животном. Это может быть необходимо, чтобы приспособить много различных сред внутри организма, и убедиться, что нейроны работают должным образом.

Читайте также:
Антиоксидант - определение, виды, преимущества и тест

Когда ученый наблюдал те же гены у рыб, они находили что-то интересное. В то время как рыбы также имеют эти гены, они не могут соединить гены в почти столько же альтернатив. Это приводит ученых к гипотезе о том, что альтернативное сращивание может быть использовано для изменения этих генов таким образом, чтобы они были специфичными для определенных частей мозга. Таким образом, альтернативное сращивание может быть своего рода “системой индексации” для мозга. Это может быть причиной того, что люди могут хранить так много дополнительной информации и имеют такую эффективную долгосрочную память.

Изготовление Антител

В подобном процессе, человеческое тело делает антитела для того чтобы воевать бактерии, вирусы, и чужеродные тела которые заражают ткани. Для этого тело должно сделать антителоили белок, который специально разработан, чтобы придерживаться захватчика. Эти белки производятся в-лимфоцитов, которые содержат ДНК и оборудование для создания этих сложных белков. Однако есть проблема.

Лимфоцитам B нужно прикрепить протеин к себе, и им нужно выпустить антитело в bloodstream. Антитело в кровотоке будет связываться с захватчиками, позволяя иммунным клеткам нацеливаться на них. Путем прикреплять антитела сразу к лимфоцитам Б, эти клетки могут легко заглотать вверх оккупантов по мере того как они сталкиваются они. Для этого с минимальной энергией и путем использование такой же ДНК, эти иммунные клетки используют альтернативный соединять.

Последние два экзона в генетическом коде для антител особенные. Этих двух экзонов кодируют в области белка, который является гидрофобным, или сопротивляется воде. Эти регионы примазывается внутри гидрофобного ядра фосфолипидный бислой. Это эффективно блокирует их в клеточной мембране. Альтернативный сплайсинг просто удаляет эти два экзона. Теперь белка, будет служить той же цели, но он водорастворимый и могут путешествовать через кровь и жидкости.

По получать сигнал создать антитела, лимфоцит B должен создать много сразу для обоих и быть отпуском в тело. Для этого он активно расшифровывает ген для антитела быстро, чтобы создать как можно больше первичных транскриптов. Некоторые из этих будут обработаны для того чтобы сохранить гидродобную область, и некоторые сплисиосомес отрежут это вне. Таким образом, протеины для обеих польз созданы от такого же сигнала создать антитела. Альтернативное сращивание позволяет инициировать множество различных процессов из одного и того же сигнала транскрипции ДНК.

Викторина

1. Какова основная цель альтернативного сплайсинга?
А. Для создания вариантов белков
Б. , Чтобы помочь с метаболизмом
С. Чтобы ускорить процесс создания белков

Также является правильным. Альтернативный сплайсинг позволяет организмам хранить информацию для целого семейства генов в одном и том же месте. Поскольку гены можно редактировать, соединять по-разному и изменять, они могут создавать гораздо больше реальных белков, чем количество генов, которые у них есть.

2. Почему организмам нужно так много версий одного и того же белка?
А. Нет, это просто дополнительные генетические вариации
В. Для тысячи различных функций клетки в комплекте
С. Ученые не знают ответа

С. является правильным. Ученым еще предстоит полностью определить функцию альтернативного сплайсинга. Все вышеперечисленное может быть правильным, или ни одно из них. Это, кажется, связано с повышенной сложностью. Однако обычная плодовая муха – это один из организмов с наиболее сложными альтернативными схемами сплайсинга, которые мы изучили.

3. Как альтернативный сплайсинг может помочь создать интеллект?
А. При производстве различных белков, это может создать дополнительные нейронные связи
Б. Чем больше белка, тем умнее вы не
С. вряд ли альтернативного сплайсинга создает интеллект

Также является правильным. Альтернативное сращивание может существенно позволить мозгу отображать связи между различными нервами и назначать конкретные нервы для определенных задач. Это основа интеллекта и памяти. Чем больше специализированных связей имеет мозг, тем больше организм может запомнить и обработать.

Читайте также:
Анатомическое Положение - определение и функция

Ссылки на литературу

  • GeneCardsSuite. (2018, 28 февраля). NRXN1 гена (белка кодирования). Извлечено из Genecards.org: http://www.genecards.org/cgi-bin/carddisp.pl?gene=NRXN1
  • Hartwell, L. Час., Hood, L., Goldberg, M. L., Reynolds, A. E., & Silver, L. M. (2011). Генетика: от Гены в геномах. Бостон: McGraw-Хилл.
  • Nelson, D. L., & Cox, M. M. (2008). Принципы биохимии. Нью-Йорк: W. H. Freeman и компании.

Данная статья размещена исключительно в общих познавательных целях посетителей и не является научным материалом, универсальной инструкцией или профессиональным медицинским советом, и не заменяет приём доктора. За диагностикой и лечением обращайтесь только к квалифицированным врачам, в государственных больницах и частных клиниках.

Если понравилась эта статья, можно легко поделиться с друзьями в соц. сетях или оценить эту запись тут: Поставить оценку:

Здравствуйте. Наша команда врачей авторов и редакторов сайта Simptom-Lechenie.ru, старается создать для Вас максимально качественный контент статей, выискивая и описывая важные медицинские нюансы и вопросы, о симптоматике, диагностике и лечении самых популярных заболеваний, и не очень известных синдромах. Рады помочь, проконсультировать – обращайтесь. Не занимайтесь самолечением, обращайтесь к врачам.

Альтернативный сплайсинг. Механизм. Биологическая роль.

1)Альтернативный сплайсинг – процесс, в ходе которого экзоны , вырезанные из мРНК , объединяются в различных комбинациях ,что порождает различные формы зрелой мРНК .

Механизм: Процесс соединения одного экзона с другим происходит в участках определенной последовательности нуклеотидов. Донорный сайт сплайсинга всегда заканчивается одним из двух динуклеотидов, обычно – AG.В начале происходит нуклеофильная атака донорного экзона, затем происходит разрезание, кусочек GU заворачивается и присоединяется к А. Затем разрезается вторая часть, первый экзон соединяется со вторым, и образуется интрон.

Биологическая роль альтернативного сплайсинга для многоклеточных эукариот состоит в том, что он является ключевым механизмом увеличения разнообразия белков, а также позволяет осуществлять сложную систему регуляции экспрессии генов, в том числе тканеспецифической.

2. Альтернативный сплайсинг – процесс, в ходе которого экзоны , вырезанные из мРНК , объединяются в различных комбинациях ,что порождает различные формы зрелой мРНК . Как следствие , происходит образование разных изоформ одного и того же белка.

Механизм. Процесс соединения одного экзона с другим происходит в участках определенной последовательности нуклеотидов. Донорный сайт сплайсинга всегда заканчивается одним из двух динуклеотидов, обычно – AG. В начале происходит нуклеофильная атака донорного экзона, затем происходит разрезание, кусочек GU заворачивается и присоединяется к А. Затем разрезается вторая часть, первый экзон соединяется со вторым, и образуется интрон. С ростом размеров гена в хромосоме его белок-кодирующая часть увеличивается незначительно, а количество интронов в гене растет. С ростом числа интронов растет число сайтов сплайсинга и вероятность их повреждения. Поэтому для генов с большим числом интронов потеря функции при мутации может быть связана не с белок- кодирующей частью ДНК, а с регуляторными элементами сплайсинга.

Биологическая роль.Альтернативный сплайсинг предоставляет клетке возможность разнообразить репертуар своих полезных белков, не меняя при этом самого гена. И все живые организмы вовсю пользуются этим адаптационным механизмом для придания белкам необходимых функциональных и регуляторных свойств. Например, выяснилось, что у человека 94% генов подвергаются альтернативному Так, альтернативный сплайсинг гена человека CD44 может породить более тысячи разных вариантов белка.

Трасляция как стадия синтеза белка. Инициация, элонгация, терминация.

Трансляция (синтез белка)

Трансляция (англ. translation – перевод) – это биосинтез белка на матрице мРНК.

Процесс трансляции разделяют на

· инициацию — узнавание рибосомой стартового кодона и начало синтеза.

· элонгацию — собственно синтез белка.

· терминацию — узнавание терминирующего кодона (стоп-кодона) и отделение продукта.

Трансляция (англ. translation – перевод) – это биосинтез белка на матрице мРНК.

После переноса информации с ДНК на матричную РНК начинается синтез белков. Каждая зрелая мРНК несет информацию только об одной полипептидной цепи. Если клетке необходимы другие белки, то необходимо транскрибировать мРНК с иных участков ДНК.

Биосинтез белков или трансляция происходит на рибосомах, внутриклеточных белоксинтезирующих органеллах, и включает 5 ключевых элементов:

· матрица – матричная РНК,

· растущая цепь – полипептид,

· субстрат для синтеза – 20 протеиногенных аминокислот,

· источник энергии – ГТФ,

· рибосомальные белки, рРНК и белковые факторы.

Читайте также:
Аллантоис - Определение и функция

Выделяют три основных стадии трансляции: инициация, элонгация, терминация.

Инициация

Для инициации необходимы мРНК, ГТФ, малая и большая субъединицы рибосомы, три белковых фактора инициации (ИФ-1, ИФ-2, ИФ-3), метионин и тРНК для метионина.

В начале этой стадии формируются два тройных комплекса:

· первый комплекс – мРНК + малая субъединица + ИФ-3,

· второй комплекс – метионил-тРНК + ИФ-2 + ГТФ.

После формирования тройные комплексы объединяются с большой субъединицей рибосомы. В этом процессе активно участвуют белковые факторы инициации, источником энергии служит ГТФ. После сборки комплекса инициирующая метионил-тРНК связывается с первым кодоном АУГ матричной РНК и располагается в П-центре (пептидильный центр) большой субъединицы. А-центр (аминоацильный центр) остается свободным, он будет задействован на стадии элонгации для связывания аминоацил-тРНК.

События стадии инициации

После присоединения большой субъединицы начинается стадия элонгации.

Элонгация

Для этой стадии необходимы все 20 аминокислот, тРНК для всех аминокислот, белковые факторы элонгации, ГТФ. Удлинение цепи происходит со скоростью примерно 20 аминокислот в секунду.

Элонгация представляет собой циклический процесс. Первый цикл (и следующие циклы) элонгации включает три шага:

1. Присоединение аминоацил-тРНК (еще второй) к кодону мРНК (еще второму), аминокислота при этом встраивается в А-центр рибосомы. Источником энергии служит ГТФ.

2. Фермент пептидилтрансфераза осуществляет перенос метионина с метионил-тРНК (в П-центре) на вторую аминоацил-тРНК (в А-центре) с образованием пептидной связи между метионином и второй аминокислотой. При этом уже активированная СООН-группа метионина связывается со свободной NH2-группой второй аминокислоты. Здесь источником энергии служит макроэргическая связь между аминокислотой и тРНК.

3. Фермент транслоказа перемещает мРНК относительно рибосомы таким образом, что первый кодон АУГ оказывается вне рибосомы, второй кодон (на рисунке ) становится напротив П-центра, напротив А-центра оказывается третий кодон (на рисунке ). Для этих процессов необходима затрата энергии ГТФ. Так как вместе с мРНК перемещаются закрепленные на ней тРНК, то инициирующая первая тРНК выходит из рибосомы, вторая тРНК с дипептидом помещается в П-центр.

В чем разница между сплайсингом РНК и альтернативным сплайсингом

В чем разница между сплайсингом РНК и альтернативным сплайсингом

главное отличие между сплайсингом РНК и альтернативным сплайсингом заключается в том, что Сплайсинг РНК – это процесс сплайсинга экзонов первичного транскрипта мРНК, тогда как альтернативный сплайсинг – это процесс создания дифференциальных комбинаций экзонов одного и того же гена, Кроме того, сплайсинг РНК отвечает за выработку молекулы мРНК, которая может транслироваться в белок, в то время как альтернативный сплайсинг отвечает за выработку ряда белков из одного и того же первичного транскрипта.

Сплайсинг РНК и альтернативный сплайсинг – это два типа посттранскрипционных модификаций, которые следуют за транскрипцией эукариотических генов. Оба важны для производства функционального белка.

Ключевые области покрыты

1. Что такое сплайсинг РНК
– Определение, Процесс, Важность
2. Что такое альтернативный сплайсинг
– Определение, Процесс, Важность
3. Каковы сходства между сплайсингом РНК и альтернативным сплайсингом
– Краткое описание общих черт
4. В чем разница между сплайсингом РНК и альтернативным сплайсингом
– Сравнение основных различий

Основные условия

Альтернативный сплайсинг, экзоны, интроны, посттранскрипционные модификации, сплайсинг РНК

Что такое сплайсинг РНК

Сплайсинг РНК – это биологический процесс, который удаляет интроны из первичного транскрипта РНК, лигируя экзоны вместе в эукариотах. У людей средняя длина гена составляет 30000 пар оснований, но длина зрелой молекулы мРНК составляет менее 20000 пар оснований. Сплайсинг РНК ответственен за это уменьшение средней длины молекулы мРНК. Основная функция процесса сплайсинга РНК заключается в продукции зрелой молекулы мРНК из первичного транскрипта РНК, который может быть транслирован в функциональный белок.

Рисунок 1: Сплайсинг РНК

Как правило, каждый интрон начинается с GU и заканчивается AG в направлении 5 ’к 3’. Бывший сплайсинг донорского сайта в то время как последний является сплайсинг акцепторного сайта, Третий сайт называется сайт филиала происходит на 20 – 50 основаниях выше по течению до акцепторного сайта с консенсусной последовательностью сайта ветвления «CU (A / G) A (C / U)», где A консервативен во всех генах. Эти три сайта все вместе известны как сплайсинг сигналов, Кроме того, последовательность экзонов донорного сайта в большинстве случаев представляет собой (A / C) AG, а последовательность экзонов в акцепторном сайте представляет собой G.

Читайте также:
Антропометрия - определение, история и применение

Рисунок 2: Двухступенчатый механизм сплайсинга РНК.

Пять молекул snRNA и связанные с ними белки образуют рибонуклеарный белок, называемый splicosome, который представляет собой большой (60S) комплекс. Спликосома отвечает за удаление интронов из первичной РНК-транскрипта в двухэтапном процессе. В то же время,Конститутивный сплайсинг является общим механизмом сплайсинга РНК.

Что такое альтернативный сплайсинг

Альтернативный сплайсинг – это биологический процесс, ответственный за выработку вариантных молекул мРНК из конкретного первичного РНК-транскрипта определенного гена. Это означает; экспрессия одного гена может привести к множеству белков с помощью альтернативного сплайсинга. Следовательно, эти зрелые молекулы мРНК могут не иметь некоторых экзонов в первичной РНК-транскрипте. Поскольку аминокислотная последовательность этих белков отличается друг от друга, они выполняют разные биологические функции внутри клетки. Хотя человеческий геном состоит из 25 000–35 000 кодирующих белок генов, более 90 000 белков синтезируются в результате альтернативного сплайсинга. Более того, множественные белки, синтезированные из конкретного РНК-транскрипта, называются изоформами белка.

Рисунок 3: Альтернативный обзор сплайсинга

Существует пять основных способов альтернативного сплайсинга. Они пропуск экзонов или альтернативный экзон кассетного типа, взаимоисключающие экзоны, альтернативный 3 ‘сайт сплайсинга, альтернативный 5’ сайт сплайсинга, а также удержание интрона, Наиболее распространенным паттерном альтернативного сплайсинга у позвоночных и беспозвоночных является пропуск экзонов. У низших метазоя это задержка интрона.

Рисунок 4: Механизмы альтернативного сплайсинга

Сходства между сплайсингом РНК и альтернативным сплайсингом

  • Сплайсинг РНК и альтернативный сплайсинг являются двумя типами посттранскрипционных модификаций, которые происходят во время экспрессии эукариотических генов.
  • Однако эффекторная молекула для обоих процессов является первичной РНК-транскриптом.
  • Кроме того, оба участвуют в сплайсинге экзонов путем удаления интронов.
  • Кроме того, оба отвечают за выработку молекулы мРНК, которая может трансформироваться в функциональный белок.
  • Кроме того, оба процесса происходят внутри ядра.

Разница между сплайсингом РНК и альтернативным сплайсингом

Определение

Сплайсинг РНК относится к модификации зарождающегося транскрипта РНК (пре-мРНК) предшествующего мессенджера, в котором интроны удаляются и экзоны соединяются до трансляции. Принимая во внимание, что альтернативный сплайсинг относится к процессу, который позволяет мессенджерной РНК (мРНК) направлять синтез различных вариантов белка (изоформ), которые могут иметь разные клеточные функции или свойства. Эти определения объясняют фундаментальное различие между сплайсингом РНК и альтернативным сплайсингом.

функция

Сплайсинг РНК сплайсирует экзоны первичного РНК-транскрипта, в то время как альтернативный сплайсинг сплайсирует экзоны в первичном РНК-транскрипте, образуя дифференциальные комбинации экзонов. Следовательно, это функциональная разница между сплайсингом РНК и альтернативным сплайсингом.

экзоны

Более того, зрелая мРНК, продуцируемая сплайсингом РНК, содержит все экзоны первичного транскрипта, тогда как зрелые мРНК, продуцируемые альтернативным сплайсингом, не содержат каждый экзон первичного транскрипта РНК.

Результаты в

Еще одно различие между сплайсингом РНК и альтернативным сплайсингом – это результат сплайсинга. Сплайсинг РНК приводит к молекуле мРНК, которая может транслироваться в функциональный белок, тогда как альтернативный сплайсинг приводит к различным вариантам мРНК, которые могут транслироваться в разные изомеры белка.

значение

Различие между сплайсингом РНК и альтернативным сплайсингом, основанным на их важности, состоит в том, что сплайсинг РНК объединяет кодирующую область белка путем удаления некодирующих областей из первичного транскрипта, в то время как альтернативный сплайсинг увеличивает информационное разнообразие и протеомное разнообразие клетки.

Заключение

Сплайсинг РНК – это процесс лигирования экзонов пре-мРНК эукариот путем удаления интронов. С другой стороны, альтернативный сплайсинг – это продуцирование множественных мРНК из одной предварительной мРНК с помощью дифференциальной комбинации экзонов. Основная функция сплайсинга РНК заключается в получении зрелой мРНК, которая может быть преобразована в функциональный белок. И наоборот, альтернативный сплайсинг дает белковые изомеры с дифференциальным функционированием. Следовательно, основное различие между сплайсингом РНК и альтернативным сплайсингом заключается в их механизме и важности.

Ссылка:

1. E, Zhiguo et al. «Сплайсинг и альтернативный сплайсинг у риса и человека», сообщает BMB. 46,9 (2013): 439-47.

Альтернативный сплайсинг как инструмент эволюции

Известно, что РНК, которая получается в результате транскрипции , ещё незрелая, неотредактированная, в ней есть фрагменты, которые будущему белку не нужны. Поэтому РНК проходит обязательную посттранскрипционную правку: из неё вырезаются одни куски — интроны, другие же — экзоны — сшиваются вместе и образуют готовый шаблон для синтеза полипептидной цепи. Этот процесс вырезания одних кусков и монтажа других называется сплайсингом .

Читайте также:
Антекубитальная Ямка - что такое и где находится на локте

Allen Gathman.)” width=”600″ height=”343″ />

Альтернативный сплайсинг гена у самца и самки дрозофилы: РНК и белки, которые определяют границы монтируемых участков. Альтернативный экзон показан жёлтым. (Рисунок Allen Gathman .)

Но не стоит думать, что для каждого гена сплайсинг его РНК будет всё время происходить по одной и той же схеме. Часто бывает так, что РНК разрезается и сшивается по-разному. В зависимости от обстоятельств некоторые фрагменты остаются в готовой молекуле, вместо того чтобы быть вырезанными, и сами фрагменты сшиваются между собой совершенно различными способами. Такой альтернативный сплайсинг позволяет создать великое множество вариантов белка, оставаясь при этом в рамках одного гена и не занимая дополнительную территорию на ДНК. Некоторые белки (например, человеческий нейрексин) благодаря альтернативном сплайсингу существуют едва ли не в тысячах форм. Функции этих вариантов могут разниться довольно сильно. Например, если полноразмерный фактор транскрипции активирует какие-то гены, то его укороченный в результате альтернативного сплайсинга фрагмент, наоборот, подавляет активность тех же самых генов.

При этом наука только в последнее время начала осознавать, насколько огромную роль играет альтернативный сплайсинг в живых системах. В 2008 году исследователи из Массачусетского технологического института (США) проанализировали РНК из 10 видов тканей человека, и оказалось, что РНК почти от каждого гена претерпевает альтернативный сплайсинг. Более того, именно за счёт альтернативного сплайсинга и формируются различия между тканями.

В новом исследовании та же команда учёных решила выяснить, в чём специфика сплайсинга у разных видов животных. Были взяты образцы ткани у нескольких видов млекопитающих (макака-резус, крыса, мышь и корова) и у курицы. У каждого вида анализировали 9 типов ткани (мозг, кишечник, сердце, почки, печень, лёгкие, скелетные мышцы, селезёнка и семенники). При этом отдельно оценивалась активность генов, то есть набор «черновых» РНК, и активность сплайсинга, то есть набор разных форм одной и той же РНК.

В статье, опубликованной в журнале Science , авторы сообщают, что характер активности генов в одних и тех же тканях был примерно одинаков, независимо от того, какому виду они принадлежали. Что вполне понятно: каждая ткань имеет свои уникальные особенности, отличающие, например, мышечную клетку от нейрон а, и чтобы эти особенности проявились, нужен определённый набор генов. И эти гены будут работать в любом организме, будь то мышь или курица.

Но когда учёные проанализировали сплайсинговую активность, оказалось, что тут разные способы сплайсинга группируются не по тканям, а по видам. То есть какой-то путь альтернативного сплайсинга был примерно одинаков и в мозгу, и в лёгких, и в сердце, но лишь пока все они принадлежали одному биологическому виду. Иными словами, способ альтернативного сплайсинга определял «лицо вида», хранил в себе отличия вида от других, его индивидуальные особенности. Это тоже в целом понятно: если говорить о приспособлении вида к среде, то альтернативный сплайсинг — удобный, пластичный и быстрый механизм адаптации.

Альтернативный сплайсинг часто затрагивает те участки белка, которые подвергаются фосфорилированию. А модификация фосфатными остатками — один из основных способов изменить активность белка. То есть альтернативный сплайсинг, влияя на наличие сайтов для модификации, может вмешаться в распределение белка в клетке, в его участие в сигнальных путях и в результате привести к перестройке всей молекулярной внутриклеточной кухни. Всего исследователи нашли несколько тысяч новых альтернативных экзонов, которые в разных обстоятельствах могут попадать в конечную версию РНК. Так что эволюции есть из чего выбирать. Правда, это пока что первое исследование подобного масштаба, посвящённое роли сплайсинга в эволюционных процессах, и учёным ещё предстоит понять, как он взаимодействует с другими механизмами эволюции на других уровнях генетической регуляции.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: