The sestřih, nebo proces sestřihu RNA, je jev, který se vyskytuje v eukaryotických organismech po transkripci DNA na RNA a zahrnuje eliminaci intronů genu a zachování exonů. Považuje se za zásadní v genové expresi.
Dochází k němu prostřednictvím událostí eliminace fosfodiesterové vazby mezi exony a introny a následného spojení vazby mezi exony. K sestřihu dochází u všech typů RNA, je však důležitější v molekule messengerové RNA. Může se také vyskytovat v molekulách DNA a bílkovin.
Může se stát, že v době sestavování exonů prochází uspořádáním nebo jakýmkoli způsobem změny. Tato událost je známá jako alternativní sestřih a má důležité biologické důsledky..
Rejstřík článků
Gen je sekvence DNA s informacemi nezbytnými k expresi fenotypu. Koncept genu není striktně omezen na sekvence DNA, které jsou exprimovány jako proteiny.
Centrální „dogma“ biologie zahrnuje proces transkripce DNA na mezilehlou molekulu, messenger RNA. To se zase překládá na bílkoviny pomocí ribozomů.
U eukaryotických organismů jsou však tyto dlouhé genové sekvence přerušeny typem sekvence, která pro daný gen není nutná: introny. Aby mohla být poselská RNA efektivně přeložena, musí být tyto introny odstraněny..
Sestřih RNA je mechanismus, který zahrnuje různé chemické reakce používané k odstranění prvků, které narušují sekvenci určitého genu. Konzervované prvky se nazývají exony.
Spliceosom je obrovský proteinový komplex, který je zodpovědný za katalýzu spojovacích kroků. Skládá se z pěti typů malých jaderných RNA nazývaných U1, U2, U4, U5 a U6, kromě řady proteinů.
Spekuluje se, že svářeč se účastní skládání pre-mRNA, aby jej správně zarovnal se dvěma oblastmi, kde dojde k procesu spojování.
Tento komplex je schopen rozpoznat konsensuální sekvenci, kterou má většina intronů blízko svých 5 'a 3' konců. Je třeba poznamenat, že u metazoánů byly nalezeny geny, které tyto sekvence nemají a pro jejich rozpoznávání používají jinou skupinu malých jaderných RNA..
V literatuře se termín sestřih obvykle používá pro proces zahrnující messenger RNA. U jiných důležitých biomolekul však dochází k různým spojovacím procesům..
Proteiny mohou také podstoupit sestřih, v tomto případě se jedná o aminokyselinovou sekvenci, která je odstraněna z molekuly.
Odstraněný fragment se nazývá „intein“. Tento proces se přirozeně vyskytuje v organismech. Molekulární biologie dokázala pomocí tohoto principu vytvořit různé techniky, které zahrnují manipulaci s proteiny.
Podobně k sestřihu dochází také na úrovni DNA. Dvě molekuly DNA, které byly dříve odděleny, se tedy mohou spojit pomocí kovalentních vazeb.
Na druhé straně, v závislosti na typu RNA, existují různé chemické strategie, ve kterých se gen může zbavit intronů. Zvláště sestřih pre-mRNA je komplikovaný proces, protože zahrnuje řadu kroků katalyzovaných spliceosomem. Chemicky k procesu dochází transesterifikačními reakcemi.
Například v kvasinkách proces začíná štěpením 5 'oblasti v rozpoznávacím místě, intron-exonová „smyčka" je vytvořena prostřednictvím 2'-5' fosfodiesterové vazby. Proces pokračuje vytvořením mezery v oblasti 3 'a nakonec dojde ke spojení dvou exonů.
Některé z intronů, které narušují jaderné a mitochondriální geny, lze spojit bez potřeby enzymů nebo energie, ale prostřednictvím transesterifikačních reakcí. Tento jev byl pozorován v těle Tetrahymena thermophila.
Naproti tomu většina jaderných genů patří do skupiny intronů, které potřebují strojní zařízení pro katalyzování procesu odstraňování..
U lidí bylo hlášeno, že existuje asi 90 000 různých proteinů a dříve se předpokládalo, že musí existovat stejný počet genů.
S příchodem nových technologií a projektu lidského genomu bylo možné dospět k závěru, že vlastníme pouze asi 25 000 genů. Jak je tedy možné, že máme tolik bílkovin?
Exony nemusí být sestaveny ve stejném pořadí, v jakém byly přepsány do RNA, ale mohou být uspořádány vytvořením nových kombinací. Tento jev se nazývá alternativní sestřih. Z tohoto důvodu může jediný transkribovaný gen produkovat více než jeden typ proteinu..
Tuto nesrovnalost mezi počtem proteinů a počtem genů objasnil v roce 1978 výzkumník Gilbert a zanechal za sebou tradiční koncept „pro gen existuje protein“.
Pro Kelemen et al. (2013) „jednou z funkcí této události je kromě regulace vztahů mezi proteiny, mezi proteiny a nukleovými kyselinami a mezi proteiny a membránami také zvýšit rozmanitost messengerových RNA.“
Podle těchto autorů „alternativní sestřih je zodpovědný za regulaci umístění proteinů, jejich enzymatických vlastností a jejich interakce s ligandy“. Souvisí to také s procesy buněčné diferenciace a vývojem organismů.
Ve světle evoluce se to jeví jako důležitý mechanismus pro změnu, protože bylo zjištěno, že vysoký podíl vyšších eukaryotických organismů trpí vysokými událostmi alternativního sestřihu. Kromě toho hraje důležitou roli v diferenciaci druhů a ve vývoji genomu.
Existují důkazy, že jakákoli chyba v těchto procesech může vést k abnormální funkci buněk, což má pro jednotlivce vážné důsledky. Mezi těmito potenciálními patologiemi vyniká rakovina.
Z tohoto důvodu bylo navrženo alternativní sestřih jako nový biologický marker pro tyto abnormální podmínky v buňkách. Podobně, pokud je možné plně porozumět základu mechanismu, kterým se choroba vyskytuje, lze pro ně navrhnout řešení..
Zatím žádné komentáře