접합 또는 공정 접합 RNA는 RNA에 DNA의 전사 후 진핵 생물에서 발생 엑손을 보유하는 유전자의 인트론의 제거를 포함하는 현상이다. 유전자 발현에 필수적인 것으로 간주됩니다.
이는 엑손과 인트론 사이의 포스 포디 에스테르 결합이 제거되고 이후 엑손 사이의 결합이 결합되는 사건을 통해 발생합니다. Splicing은 모든 유형의 RNA에서 발생하지만 메신저 RNA 분자에서 더 관련이 있습니다. DNA와 단백질 분자에서도 발생할 수 있습니다.
출처 : BCSteve, Wikimedia Commons에서
엑손이 조립 될 때 배열이나 어떤 유형의 변화를 겪을 수 있습니다. 이 이벤트는 대체 스 플라이 싱으로 알려져 있으며 중요한 생물학적 결과를 가져옵니다.
무엇으로 구성되어 있습니까?
유전자는 표현형을 표현하는 데 필요한 정보를 가진 DNA 서열입니다. 유전자의 개념은 단백질로 표현되는 DNA 서열에 엄격하게 제한되지 않습니다.
생물학의 핵심 "교리"는 DNA를 중간 분자 인 메신저 RNA로 전사하는 과정을 포함합니다. 이것은 차례로 리보솜의 도움으로 단백질로 번역됩니다.
그러나 진핵 생물에서 이러한 긴 유전자 서열은 문제의 유전자에 필요하지 않은 유형의 서열 인 인트론에 의해 중단됩니다. 메신저 RNA가 효율적으로 번역되기 위해서는 이러한 인트론이 제거되어야합니다.
RNA 스 플라이 싱은 특정 유전자의 서열을 방해하는 요소를 제거하는 데 사용되는 다양한 화학 반응을 포함하는 메커니즘입니다. 보존 된 요소를 엑손이라고합니다.
어디에서 발생합니까?
스플 라이스 오솜은 스 플라이 싱 단계를 촉매하는 거대한 단백질 복합체입니다. U1, U2, U4, U5 및 U6이라는 5 가지 유형의 작은 핵 RNA와 일련의 단백질로 구성됩니다.
스 플라이 싱은 스 플라이 싱 프로세스가 발생할 두 영역과 올바르게 정렬하기 위해 pre-mRNA의 폴딩에 참여하는 것으로 추측됩니다.
이 컴플렉스는 대부분의 인트론이 5 '및 3'끝 근처에있는 합의 시퀀스를 인식 할 수 있습니다. 유전자는 후생 동물에서 발견되었는데, 이러한 서열이없고 인식을 위해 다른 그룹의 작은 핵 RNA를 사용합니다.
종류
문헌에서 스 플라이 싱이라는 용어는 일반적으로 메신저 RNA를 포함하는 프로세스에 적용됩니다. 그러나 다른 중요한 생체 분자에서 발생하는 서로 다른 접합 과정이 있습니다.
단백질은 또한 스 플라이 싱을 겪을 수 있으며,이 경우 분자에서 제거되는 아미노산 서열입니다.
제거 된 조각을 "intein"이라고합니다. 이 과정은 유기체에서 자연적으로 발생합니다. 분자 생물학은 단백질 조작을 포함하는이 원리를 사용하여 다양한 기술을 만들어 냈습니다.
마찬가지로 스 플라이 싱도 DNA 수준에서 발생합니다. 따라서 이전에 분리 된 두 개의 DNA 분자는 공유 결합을 통해 결합 될 수 있습니다.
RNA 접합의 유형
반면에 RNA의 종류에 따라 유전자가 인트론을 제거 할 수있는 화학적 전략이 다릅니다. 특히 pre-mRNA의 splicing은 spliceosome에 의해 촉매되는 일련의 단계를 포함하기 때문에 복잡한 과정입니다. 화학적으로이 과정은 에스테르 교환 반응에 의해 발생합니다.
예를 들어, 효모에서 프로세스는 인식 부위에서 5 '영역의 절단으로 시작되고, 인트론-엑손 "루프"는 2'-5'포스 포디 에스테르 결합을 통해 형성됩니다. 이 과정은 3 '영역에 간격이 형성되면서 계속되고 마지막으로 두 엑손의 결합이 발생합니다.
핵 및 미토콘드리아 유전자를 파괴하는 일부 인트론은 효소 또는 에너지 없이도 에스테르 교환 반응을 통해 접합 될 수 있습니다. 이 현상은 Tetrahymena thermophila 유기체에서 관찰되었습니다.
대조적으로, 대부분의 핵 유전자는 제거 과정을 촉매하는 기계가 필요한 인트론 그룹에 속합니다.
대체 접합
인간에게는 약 90,000 개의 서로 다른 단백질이 있다고보고되었으며 이전에는 동일한 수의 유전자가 있어야한다고 생각했습니다.
새로운 기술과 인간 게놈 프로젝트의 도래로 우리는 약 25,000 개의 유전자만을 보유하고 있다는 결론을 내릴 수있었습니다. 그렇다면 어떻게 우리가 그렇게 많은 단백질을 가질 수 있습니까?
엑손은 RNA로 전사 된 것과 동일한 순서로 조립되지 않을 수 있지만 새로운 조합을 설정하여 배열 할 수 있습니다. 이 현상을 대체 접합이라고합니다. 이러한 이유로 하나의 전사 된 유전자가 하나 이상의 단백질 유형을 생산할 수 있습니다.
단백질 수와 유전자 수 사이의 이러한 불일치는 1978 년 연구원 Gilbert에 의해 밝혀졌으며 "유전자에는 단백질이 있습니다"라는 전통적인 개념을 남겼습니다.
출처 : National Human Genome Research Institute (http://www.genome.gov/Images/EdKit/bio2j_large.gif), Wikimedia Commons를 통해
풍모
Kelemen 등 (2013)의 경우 "이 이벤트의 기능 중 하나는 단백질 간의 관계, 단백질과 핵산 간의 관계, 단백질과 막 간의 관계를 조절하는 것 외에도 메신저 RNA의 다양성을 증가시키는 것입니다."
이들 저자에 따르면 "대체 스 플라이 싱은 단백질의 위치, 효소 특성 및 리간드와의 상호 작용을 조절하는 역할을합니다". 그것은 또한 세포 분화 과정과 유기체의 발달과 관련이 있습니다.
진화에 비추어 볼 때, 높은 비율의 고등 진핵 생물이 대체 접합의 높은 사건을 겪는 것으로 밝혀 졌기 때문에 변화를위한 중요한 메커니즘 인 것 같습니다. 종의 분화와 게놈의 진화에 중요한 역할을하는 것 외에도.
대체 접합 및 암
이러한 과정의 오류가 세포의 비정상적인 기능을 유발하여 개인에게 심각한 결과를 초래할 수 있다는 증거가 있습니다. 이러한 잠재적 병리 중 암이 두드러집니다.
이러한 이유로, 세포의 이러한 비정상 상태에 대한 새로운 생물학적 마커로 대체 스 플라이 싱이 제안되었습니다. 마찬가지로 질병이 발생하는 메커니즘의 기초를 완전히 이해할 수 있다면 해결책을 제안 할 수 있습니다.
참고 문헌
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