Indhold
- Grundlæggende forståelse af alternativ splejsning
- Exon Spring over
- Gensidigt eksklusive eksempler
- Alternative 3'-acceptorsider
- Alternative 5'-donorsider
- Intron tilbageholdelse
Alternativ splejsning er en integreret komponent i biodiversiteten. Forskellige arter bruger disse mekanismer til at udføre regulatoriske funktioner. Den største fordel ved splejsning er, at flere proteiner kan dannes fra et enkelt gen gennem splejsning af introner og eksoner. Imidlertid kan disse mekanismer også forårsage forskellige sygdomme, hvis de ikke reguleres. De mest almindelige mekanismer er exon-springing, gensidigt eksklusive eksoner, alternative acceptorsider, alternative donorsider og intronopbevaring.
Grundlæggende forståelse af alternativ splejsning
••• Comstock / Comstock / Getty ImagesDet er ikke en overdrivelse at sige, at uden alternativ splejsning ville biodiversitet ikke være muligt. Alternativ splejsning kan producere flere proteiner fra et enkelt gen. Denne fleksibilitet gør det muligt for det samme gen at bidrage til forskellige træk. Dette er muligt på grund af eksoner, der er strækninger af nukleotider, der forbliver i RNA-produktet, og introner, der fjernes gennem RNA-splejsning. Der er mange former for alternativ splejsning, der bidrager til biodiversitet i eukaryoter. Aktivatorer, såsom startkodon AUG, på splejsningsstedet fremmer splejsning. Disse mekanismer varierer i hver situation og menes at regulere cellefunktioner baseret på særlige betingelser. Forkert splejsning kan imidlertid også bidrage til forskellige sygdomme, herunder kræft.
Exon Spring over
Denne mekanisme er også kendt som kassette-exon, hvor en exon splejses ud af genet under transkriptionen. Et eksempel ville være dsx-genet i D. melanogaster (frugtflue). Hannerne har ekson 1, 2, 3, 5 og 6, mens kvinder har 1, 2, 3 og 4. Et polyadenyleringssignal i exon 4 får transkriptionen til at stoppe på det tidspunkt. Ekson 4 føjes til hunnerne på grund af en af aktivatorerne, der kun er til stede hos hunner og ikke hos mænd.
Gensidigt eksklusive eksempler
••• Thomas Northcut / Lifesize / Getty ImagesI tilfælde af gensidigt eksklusive eksoner, bevares kun en af to på hinanden følgende eksoner under transkription. Et eksempel er reguleringen af eksoner 8a og 8 i CaV1.2-calciumkanalerne. Ved Timothy-syndrom kan de alternative former af disse to eksoner føre til forskellige symptomer på sygdommen, hvilket forårsager forstyrrelse af den calciumhomeostase, der er nødvendig til muskelkontraktion. Begge eksoner kan imidlertid ikke eksistere hos patienter; kun en af dem transkriberes, selvom begge er til stede i genet.
Alternative 3'-acceptorsider
Splejsekrydset i 3'-enden bruges, hvilket ændrer 5'-grænsen for nedstrøms ekson. Et eksempel er Transformer (Tra) aktivatorprotein, der er til stede i hunner af D. melanogaster (frugtflue). Det originale gen til Tra indeholder to acceptorsteder, hvor genet kan opdeles under transkription. Mænd bruger opstrøms acceptor-webstedet, der inkluderer et kodning med tidligt stop. Dette danner et ikke-funktionelt protein. Kvinder bruger nedstrøms acceptorstedet, hvilket får stopkodonet til at blive skåret ud som en del af intronet og danner et fungerende Tra-protein.
Alternative 5'-donorsider
••• Comstock-billeder / Comstock / Getty-billederSplejsekrydset ved 5 'bruges, hvilket ændrer 3'-grænsen for opstrøms ekson. Mens alternative acceptorsider fører til små variationer i proteinsekvenser, kan alternative donorsider føre til drastiske forskelle i proteinsekvens og struktur, fordi det kan forårsage rammeskift. Et eksempel ville være det alternative donorstedsplejsning af BTNL2-genet. Anvendelsen af det opstrøms sted, i stedet for det nedstrøms sted, fører til et forkortet protein uden det C-terminale IgC domæne eller transmembrane helix. Dette resulterer i disposition til kronisk inflammatorisk sygdom.
Intron tilbageholdelse
I lighed med exon-springing bevares exonet i mRNA, men i modsætning til exon-springing, eksonet flankeres ikke af introner. Hvis der eksisterede introner, kodes de ofte i de kodende regioner blandt aminosyrerne i tæt ved eksoner, stopkodonet eller en forskydning i læserammen, hvilket får proteinet til at blive ikke-funktionelt. Dette er den mindst almindelige mekanisme for alternativ splejsning.