Conţinut
- Înțelegerea de bază a splicingului alternativ
- Exon Skipping
- Exoni reciproc excluzivi
- Site-uri alternative de acceptare 3 ”
- Site-uri donatoare alternative 5 ”
- Reținerea intronului
Splicingul alternativ este o componentă integrantă a biodiversității. Diverse specii folosesc aceste mecanisme pentru a îndeplini funcții de reglementare. Principalul avantaj al splicingului este că se pot forma multiple proteine dintr-o singură genă prin spliconarea intronilor și exonilor. Cu toate acestea, aceste mecanisme pot provoca, de asemenea, diferite boli dacă sunt lăsate nereglementate. Cele mai frecvente mecanisme sunt săritura exonului, exoni reciproc excluderi, site-uri alternative de acceptare, site-uri de donatori alternative și reținere de introni.
Înțelegerea de bază a splicingului alternativ
••• Comstock / Comstock / Getty ImagesNu este o exagerare să spunem că fără o alternare alternativă, biodiversitatea nu ar fi posibilă. Splicingul alternativ poate produce multiple proteine dintr-o singură genă. Această flexibilitate permite aceleiași gene să contribuie la diferite trăsături. Acest lucru este posibil datorită exonilor, care sunt întinderi de nucleotide care rămân în produsul ARN, și intronilor, care sunt îndepărtați prin splicing ARN. Există multe moduri de splicing alternative care contribuie la biodiversitate în eucariote. Activatorii, cum ar fi codonul de pornire AUG, pe site-ul de îmbinare promovează împletirea. Aceste mecanisme variază în fiecare situație și se crede că reglementează funcțiile celulare pe baza unor condiții particulare. Cu toate acestea, splicingul necorespunzător poate contribui și la diverse boli, inclusiv cancer.
Exon Skipping
Acest mecanism este, de asemenea, cunoscut sub numele de cason exon, unde un exon este împărțit din genă în timpul transcrierii. Un exemplu ar fi gena dsx din D. melanogaster (fly fly). Masculii au exonii 1, 2, 3, 5 și 6, în timp ce femelele au 1, 2, 3 și 4. Un semnal de poliadenilare din exonul 4 determină oprirea transcrierii în acel moment. Exon 4 este adăugat la femei din cauza unuia dintre activatorii prezenți doar la femei și nu la bărbați.
Exoni reciproc excluzivi
••• Thomas Northcut / Lifesize / Getty ImagesÎn cazul exonurilor reciproc excluse, în timpul transcrierii se păstrează doar unul dintre cei doi exoni consecutivi. Un exemplu este reglarea exonilor 8a și 8 în canalele de calciu CaV1.2. În sindromul Timothy, formele alternative ale acestor doi exoni pot duce la simptome diferite ale bolii, ceea ce determină perturbarea homeostazei de calciu necesare contracției musculare. Cu toate acestea, ambii exoni nu pot exista la pacienți; doar una dintre ele este transcrisă, deși ambele sunt prezente în genă.
Site-uri alternative de acceptare 3 ”
Se utilizează joncțiunea de despicare la capătul 3 ”, schimbând limita de 5” a exonului în aval. Un exemplu este proteina activatoare Transformer (Tra) prezentă la femelele D. melanogaster (muște fruct). Gena originală pentru Tra conține două site-uri acceptor în care gena se poate împărți în timpul transcrierii. Bărbații folosesc situl acceptor din amonte, care include un codon de oprire timpurie. Aceasta formează o proteină nefuncțională. Femelele folosesc locul acceptor din aval, ceea ce face ca codonul stop să fie excizat ca parte a intronului, formând o proteină Tra funcțională.
Site-uri donatoare alternative 5 ”
••• Imagini Comstock / Comstock / Getty ImagesSe folosește joncțiunea de despicare la 5 ”, schimbând limita de 3 a exonului în amonte. În timp ce siturile alternative de acceptare duc la mici variații ale secvențelor proteice, siturile donatoare alternative pot duce la diferențe drastice în secvența și structura proteinelor, deoarece pot provoca schimbări de cadre. Un exemplu ar fi splicing-ul alternativ al site-ului donator al genei BTNL2. Utilizarea site-ului în amonte, în loc de situl aval, conduce la o proteină prescurtată fără domeniul IgC C-terminal sau elica transmembranară. Aceasta duce la predispoziție la boala inflamatorie cronică.
Reținerea intronului
Similar cu saltul exonului, exonul este păstrat în ARNm, dar spre deosebire de saltul exonului, exonul nu este flancat de introni. Dacă au existat intruni, acestea sunt adesea codificate în regiunile de codificare printre aminoacizii apropiați de exoni, codonul oprit sau o schimbare a cadrului de citire care face ca proteina să devină nefuncțională. Acesta este cel mai puțin obișnuit mecanism de împletire alternativă.