Innhold
- Grunnleggende forståelse av alternativ skjøting
- Exon Hipping
- Gjensidig eksklusive eksoner
- Alternative 3-akseptorsider
- Alternative 5-års donorsider
- Intron oppbevaring
Alternativ spleising er en integrert komponent i biologisk mangfold. Ulike arter bruker disse mekanismene for å utføre reguleringsfunksjoner. Den viktigste fordelen med skjøting er at flere proteiner kan dannes fra et enkelt gen gjennom skjøting av introner og eksoner. Imidlertid kan disse mekanismene også forårsake forskjellige sykdommer hvis de ikke blir regulert. De vanligste mekanismene er eksonhopping, gjensidig eksklusive eksoner, alternative akseptorsider, alternative donorsider og intronretensjon.
Grunnleggende forståelse av alternativ skjøting
••• Comstock / Comstock / Getty ImagesDet er ikke en overdrivelse å si at uten alternativ spleising ville biologisk mangfold ikke være mulig. Alternativ spleising kan produsere flere proteiner fra et enkelt gen. Denne fleksibiliteten gjør at det samme genet kan bidra til forskjellige egenskaper. Dette er mulig på grunn av eksoner, som er strekninger av nukleotider som er igjen i RNA-produktet, og introner, som fjernes gjennom RNA-skjøting. Det er mange måter for alternativ spleising som bidrar til biologisk mangfold i eukaryoter. Aktivatorer, for eksempel startkodon AUG, på skjøteområdet fremmer spleising. Disse mekanismene varierer i hver situasjon og antas å regulere cellefunksjoner basert på spesielle forhold. Ukorrekt skjøting kan imidlertid også bidra til ulike sykdommer, inkludert kreft.
Exon Hipping
Denne mekanismen er også kjent som kassettekson, hvor en ekson skjøtes ut av genet under transkripsjonen. Et eksempel er dsx-genet i D. melanogaster (fruktflue). Hannene har ekson 1, 2, 3, 5 og 6 mens kvinner har 1, 2, 3 og 4. Et polyadenyleringssignal i ekson 4 får transkripsjonen til å stoppe på det tidspunktet. Ekson 4 blir lagt til kvinner på grunn av en av aktivatorene som bare er tilstede hos kvinner og ikke hos menn.
Gjensidig eksklusive eksoner
••• Thomas Northcut / Lifesize / Getty ImagesI tilfelle av gjensidig eksklusive eksoner, beholdes bare en av to påfølgende eksoner under transkripsjon. Et eksempel er regulering av ekson 8a og 8 i CaV1.2 kalsiumkanaler. Ved Timothy syndrom kan de alternative formene for disse to eksonene føre til forskjellige symptomer på sykdommen, noe som forårsaker forstyrrelse av kalsiumhomeostasen som er nødvendig for muskelkontraksjon. Begge eksoner kan imidlertid ikke eksistere hos pasienter; bare en av dem er transkribert, selv om begge er til stede i genet.
Alternative 3-akseptorsider
Spleisekrysset i 3'-enden brukes, og endrer 5'-grensen til nedstrøms ekson. Et eksempel er Transformer (Tra) aktivatorprotein som er til stede i kvinner av D. melanogaster (fruktflue). Det opprinnelige genet for Tra inneholder to akseptorsider hvor genet kan splitte seg under transkripsjon. Menn bruker oppstrøms akseptorside, som inkluderer et tidlig stoppkodon. Dette danner et ikke-funksjonelt protein. Kvinner bruker akseptorstedet nedstrøms, noe som gjør at stoppkodonet blir skåret ut som en del av intronet, og danner et fungerende Tra-protein.
Alternative 5-års donorsider
••• Comstock-bilder / Comstock / Getty ImagesSpleisekrysset ved 5 'brukes, og endrer 3'-grensen til oppstrøms ekson. Mens alternative akseptorsider fører til små variasjoner i proteinsekvenser, kan alternative donorsider føre til drastiske forskjeller i proteinsekvens og struktur fordi det kan forårsake rammeskift. Et eksempel vil være det alternative donorstedets spleising av BTNL2-genet. Bruk av oppstrøms sete, i stedet for nedstrøms sete, fører til et forkortet protein uten det C-terminale IgC-domene eller transmembrane helix. Dette resulterer i disposisjon for kronisk inflammatorisk sykdom.
Intron oppbevaring
I likhet med exon-hopping, blir eksonet beholdt i mRNA, men i motsetning til exon-hopping, eksonet blir ikke flankert av introner. Hvis introner eksisterte, blir de ofte kodet i de kodende regionene blant aminosyrene i nærheten av eksoner, stoppkodonet, eller en forskyvning i leserammen som får proteinet til å bli ikke-funksjonelt. Dette er den minst vanlige mekanismen for alternativ spleising.