Ekspresja genu odnosi się do procesu, w którym informacja genetyczna genu jest przenoszona na sekwencję aminokwasową funkcjonalnego białka. Przepływ informacji genetycznej z DNA do RNA odbywa się poprzez transkrypcję. RNA jest dekodowany w celu wytworzenia sekwencji aminokwasowej polipeptydu przez translację. U eukariontów regulacja ekspresji genów zachodzi na wielu etapach między transkrypcją a translacją. Ogólnie rzecz biorąc, geny eukariotyczne są bardziej złożone niż geny prokariotyczne, ponieważ zawierają dodatkowe sekwencje, przerywające sekwencję kodującą. Sekwencję kodującą można znaleźć w eksonach, podczas gdy sekwencje przerywające to introny. Te introny są usuwane podczas modyfikacji potranskrypcyjnych w procesie znanym jako splicing RNA. Alternatywny splicing RNA jest zaangażowany w produkcję różnych białek poprzez rekombinację eksonów w różnych wzorach.

Kluczowe obszary objęte

1. Co to jest splicing RNA – Definicja, mechanizm splicingu RNA 2. Jak alternatywny splicing RNA wpływa na ekspresję genów? – Produkcja różnych funkcjonalnych białek w alternatywnym splicingu

Kluczowe terminy: egzony, introny, wiele białek, splicing RNA, modyfikacje posttranskrypcyjne, spliceosom A

Co to jest splicing RNA

Splicing RNA odnosi się do początkowego etapu modyfikacji potranskrypcyjnych w ekspresji genów eukariotycznych. Początkowy transkrypt wytworzony przez transkrypcję genu jest znany jako pre-mRNA. Składa się zarówno z eksonów, jak i intronów. Introny są usuwane z pre-mRNA przez splicing eksonów przed translacją. Splicing egzonów jest katalizowany przez kompleks molekularny znany jako spliceosom. Spliceosom obejmuje miejsce splicingu od 5 do 3 stóp oraz miejsce rozgałęzienia. Te podjednostki oddziałują z małymi jądrowymi białkami rybonuklearnymi (snRNP) w splicosomie, aby wytworzyć spliceosomy A kompleks, który odpowiada za określenie miejsc cięcia pre-mRNA. Po wycięciu intronów z pre-mRNA, eksony łączą się ze sobą wiązaniami fosfodiestrowymi. Kompleks spliceosomu A pokazano na rysunku 1.

Rysunek 1: Kompleks spliceosomu A

Różne kopie mRNA można wytworzyć z tego samego pre-mRNA przez zmianę wzoru kombinacji eksonów podczas splicingu RNA.

Jak alternatywny splicing RNA wpływa na ekspresję genów?

Splicing alternatywny to proces składania RNA, który umożliwia produkcję wielu białek z pojedynczej cząsteczki pre-mRNA. Osiąga się to poprzez rekombinację egzonów w różnych wzorach. Na figurze 2 przedstawiono wytwarzanie wielu białek podczas alternatywnego splicingu.

Rysunek 2: Produkcja wielu białek w alternatywnym splicingu

Określenie eksonów, które mają być zawarte w białku, jest określone przez białka regulatorowe. Te białka regulatorowe to białka działające w układzie trans, takie jak aktywatory splicingu i represory splicingu. Aktywatory splicingu promują włączenie niektórych miejsc splicingu do mRNA, podczas gdy represory splicingu zmniejszają włączenie konkretnego miejsca splicingu. Niejednorodna jądrowa rybonukleoproteina (hnRNP) i białko wiążące szlak polipirymidynowy (PTB) to niektóre z represorów splicingu.

Wniosek

Splicing RNA to wstępny etap modyfikacji potranskrypcyjnych, który umożliwia usunięcie intronów z pre-mRNA. Kompleks spliceosomu A odpowiada za rozszczepienie intronu i rekombinację egzonów. Podczas splicingu RNA wzorce rekombinacji eksonów można zmienić w procesie znanym jako splicing alternatywny. Alternatywny splicing eksonów umożliwia produkcję różnych sekwencji aminokwasowych różnych białek funkcjonalnych.

Referencja:

1. „Regulacja genów eukariotycznych”. Lumen; Biologia bez granic, dostępna tutaj.

Zdjęcie dzięki uprzejmości:

1. „Kompleks” Autor: Agathman - Praca własna (CC BY-SA 3.0) przez Commons Wikimedia 2. „Alternatywne łączenie DNA” Autor: National Human Genome Research Institute - (domena publiczna) przez Commons Wikimedia