Fem Typer Gene Splicing Mechanism

Alternativ splejsning er en integreret del af biodiversiteten. Forskellige arter bruger disse mekanismer til at udføre regulerende funktioner. Den største fordel ved splejsning er, at flere proteiner kan dannes fra et enkelt gen gennem splejsning af introner og exoner. Disse mekanismer kan imidlertid også forårsage forskellige sygdomme, hvis de ikke er regulerede. De mest almindelige mekanismer er exon-hoppe, eksamenseksempler, alternative acceptorsteder, alternative donorsteder og intronretention.

Grundlæggende forståelse af alternativ splitsning

Det er ikke en overdrivelse at sige, at uden alternativ splejsning, biodiversitet ville ikke være muligt. Alternativ splejsning kan producere flere proteiner fra et enkelt gen. Denne fleksibilitet tillader det samme gen at bidrage til forskellige træk. Dette er muligt på grund af exoner, som er strekker af nukleotider, der forbliver i RNA-produktet og introner, som fjernes via RNA-splejsning. Der er mange former for alternativ splejsning, der bidrager til biodiversitet i eukaryoter. Aktivatorer, såsom startkodon AUG, i splejsningsstedet fremmer splejsning. Disse mekanismer varierer i hver situation og menes at regulere cellefunktioner baseret på særlige forhold. Ukorrekt splejsning kan imidlertid også bidrage til forskellige sygdomme, herunder kræft.

Exon Skipping

Denne mekanisme er også kendt som cassette exon, hvor en exon splejses ud af genet under transskriptionen. Et eksempel ville være dsx genet i D. melanogaster (frugtfly). Hanner har exoner 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. Exon 4 er tilføjet til kvinder på grund af en af ​​aktivatorerne, der kun er til stede hos kvinder og ikke hos mænd.

Gensidigt eksklusive Exons

I tilfælde af gensidigt eksklusive exoner er kun en af ​​to på hinanden følgende exoner bevares under transkription. Et eksempel er reguleringen af ​​exoner 8a og 8 i CaV1.2 calciumkanalerne. I Timothy-syndromet kan de alternative former af disse to exoner føre til forskellige symptomer på sygdommen, hvilket forårsager forstyrrelse af den calciumhomostase, der er nødvendig for muskelkontraktion. Imidlertid kan begge exoner ikke eksistere hos patienter; kun en af ​​dem er transkriberet, selv om begge er til stede i genet.

Alternative 3 'Acceptor Sites

Splejsningskrydset ved 3'-enden bruges, ændrer 5'-grænsen for downstream exon. Et eksempel er Transformer (Tra) -aktivatorprotein til stede hos kvinder af D. melanogaster (frugtfly). Det oprindelige gen for Tra indeholder to acceptorsteder, hvor genet kan splitte under transkription. Mænd bruger opstrøms-acceptorstedet, som indeholder et tidligt stopkodon. Dette danner et ikke-funktionelt protein. Kvinder bruger nedstrøms acceptorstedet, hvilket får stopkodonen til at blive udskåret som en del af intronen, der danner et fungerende Tra-protein.

Alternative 5 'Donor Sites

Splejsningskrydset på 5 'bruges, ændrer 3'-grænsen for den opstrøms exon. Mens alternative acceptorsteder fører til små variationer i proteinsekvenser, kan alternative donorsites føre til drastiske forskelle i proteinsekvens og struktur, fordi det kan forårsage fremskift. Et eksempel ville være den alternative donorsite-splejsning af BTNL2-genet. Anvendelsen af ​​opstrømsstedet i stedet for nedstrømsstedet fører til et forkortet protein uden det C-terminale IgC-domæne eller transmembran-helixen. Dette resulterer i prædisponering for kronisk inflammatorisk sygdom.

Intron Retention

Ligesom exon-hoppet bevares exonet i mRNA'en, men i modsætning til exon-hoppe er exon ikke flankeret af introner. Hvis introner eksisterede, kodes de ofte i de kodende regioner blandt aminosyrerne i nærheden af ​​exoner, stopkodonet eller et skift i læsestativet, hvilket får proteinet til at blive ikke-funktionelt. Dette er den mindst almindelige mekanisme for alternativ splejsning.