Hvad får 20000-25000-generne i humant genom til at kode så mange 120000 forskellige udtrykte mRNA'er?

Det humane genom indeholder ca. 20.000-25.000 gener, men disse gener kan kode for et meget større antal forskellige mRNA'er, der estimeres til at være omkring 120.000. Denne uoverensstemmelse opstår på grund af adskillige mekanismer, der øger mangfoldigheden af mRNA -transkripter produceret fra et enkelt gen:

1. Alternativ splejsning: Dette er den primære mekanisme, der er ansvarlig for mRNA -mangfoldighed. Det involverer den selektive inkludering eller udelukkelse af forskellige eksoner (kodningsregioner) fra en pre-mRNA-transkription. Dette gør det muligt for et enkelt gen at producere flere proteinisoformer med forskellige funktioner.

2. Alternative promotorer: Nogle gener har flere promotorer, regioner, der indleder transkription. Brug af forskellige promotorer kan resultere i forskellige 5 'ender af mRNA, hvilket fører til alternative transkripter med potentielt forskellige regulatoriske elementer eller oversættelsesinitieringssteder.

3. Alternativ polyadenylering: 3 'enden af en mRNA -transkription kan behandles forskelligt, hvilket fører til forskellige poly (A) halelængder eller endda forskellige 3' UTR'er. Dette kan påvirke mRNA -stabilitet, translationseffektivitet og lokalisering.

4. RNA -redigering: Denne proces involverer kemiske modifikationer af RNA -sekvensen efter transkription. Redigering kan ændre den kodende sekvens af mRNA, hvilket fører til alternative proteinisoformer.

5. Transkriptionel regulering: Forskellige celletyper og udviklingsstadier kan udvise forskellige mønstre af genekspression, hvilket fører til variationer i forekomsten af specifikke mRNA -transkripter.

6. Post-transkriptionelle ændringer: Ændringer som methylering, acetylering og phosphorylering kan påvirke mRNA -stabilitet, translationseffektivitet og lokalisering, hvilket bidrager til mangfoldigheden af mRNA -transkripter.

7. Ikke-kodende RNA'er: Selvom de ikke er direkte oversat til proteiner, spiller ikke-kodende RNA'er (NCRNA'er) vigtige roller i genregulering, herunder påvirkning af mRNA-stabilitet, translation og splejsning. De kan bidrage til mangfoldigheden af mRNA -transkripter indirekte.

Kortfattet: Det humane genom er bemærkelsesværdigt effektivt til at generere en forskelligartet pulje af mRNA'er fra et begrænset antal gener. Disse mekanismer, fra alternativ splejsning til post-transkriptionelle ændringer, giver mulighed for produktion af et enormt repertoire af transkripter, der bidrager til kompleksiteten af humane celler og væv.