Hoe beïnvloedt de splitsing van alternatieve RNA's de genexpressie

Genexpressie verwijst naar een proces waarbij de genetische informatie van een gen wordt overgebracht naar een aminozuursequentie van een functioneel eiwit. De stroom van genetische informatie van DNA naar RNA vindt plaats via transcriptie. Het RNA wordt gedecodeerd om de aminozuursequentie van een polypeptide door translatie te produceren. In eukaryoten vindt de regulatie van genexpressie plaats door vele stappen tussen transcriptie en translatie. Over het algemeen zijn eukaryote genen complexer dan prokaryotische genen omdat ze extra sequenties bevatten, waardoor de coderende sequentie wordt onderbroken. De coderende sequentie kan worden gevonden in exonen, terwijl de onderbrekende sequenties de introns zijn. Deze introns worden verwijderd tijdens post-transcriptionele modificaties in een proces dat bekend staat als RNA-splitsing. Alternatieve RNA-splitsing is betrokken bij de productie van verschillende eiwitten via de recombinatie van exons in verschillende patronen. 

Key Areas Covered

1. Wat is RNA-splitsing
     - Definitie, mechanisme van RNA-splitsing
2. Hoe beïnvloedt de splitsing van alternatieve RNA's de genexpressie
     - De productie van verschillende functionele eiwitten bij alternatieve splitsing

Sleutelbegrippen: Exons, Introns, Multiple Proteins, RNA Splicing, post-transcriptionele modificaties, Spliceosome A

Wat is RNA-splitsing

RNA-splitsing verwijst naar het beginstadium van post-transcriptionele modificaties in eukaryote genexpressie. Het initiële transcript dat wordt geproduceerd door transcriptie van een gen is bekend als pre-mRNA. Het bestaat uit zowel exons als introns. De introns worden verwijderd uit pre-mRNA door het splitsen van exons voorafgaand aan translatie. Het splitsen van exons wordt gekatalyseerd door een moleculair complex dat bekend staat als spliceosome. Het spliceosoom omvat een 5'-tot-3'-splicingplaats en een vertakkingsplaats. Deze subeenheden interageren met de kleine nucleaire ribonucleaire proteïnen (snRNP) in het splicosoom om de spliceosome Een complex, welke verantwoordelijk is voor de bepaling van de splitsingsplaatsen van het pre-mRNA. Als introns eenmaal uit het pre-mRNA zijn gesplitst, worden de exons samengevoegd via fosfodiësterbindingen. Het spliceosome A-complex wordt getoond in Figuur 1.

Figuur 1: Spliceosome A-complex

Verschillende mRNA-kopieën kunnen uit hetzelfde pre-mRNA worden geproduceerd door het combinatiepatroon van exonen af ​​te wisselen tijdens RNA-splitsing.

Hoe beïnvloedt de splitsing van alternatieve RNA's de genexpressie

Alternatieve splitsing is een proces van RNA-splitsing dat de productie van meerdere eiwitten uit een enkel pre-mRNA-molecuul mogelijk maakt. Het wordt bereikt door de recombinatie van exonen in verschillende patronen. De productie van meerdere eiwitten tijdens alternatieve splitsing wordt getoond in Figuur 2.

Figuur 2: Productie van meerdere eiwitten in alternatieve splitsing

De bepaling van de exonen die in een eiwit moeten worden opgenomen, wordt bepaald door de regulatorische eiwitten. Deze regulerende eiwitten zijn de trans-werkende eiwitten zoals splicing-activators en splicing-repressors. De splicing activators het bevorderen van enkele splitsingslocaties om te worden opgenomen in het mRNA terwijl onderdrukkers verbinden de opname van een bepaalde splitsingssite verminderen. Heterogene nucleaire ribonucleoproteïne (hnRNP) en polypyrimidine tract bindende proteïne (PTB) enkele van de splitsingsrepressoren. 

Conclusie

RNA-splitsing is de eerste stap van post-transcriptionele modificaties, die de verwijdering van introns uit pre-mRNA mogelijk maakt. Spliceosome Een complex is verantwoordelijk voor de splitsing van intron en recombinatie van exons. Tijdens RNA-splitsing kunnen de patronen van recombinatie van de exons worden gewijzigd in een proces dat bekend staat als alternatieve splitsing. De alternatieve splitsing van exons maakt de productie van verschillende aminozuursequenties van verschillende functionele eiwitten mogelijk.

Referentie:

1. "Eukaryote genregulatie." Lumen; Boundless Biology, Beschikbaar Hier.

Afbeelding met dank aan:

1. "Een complex" door Agathman - Eigen werk (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. "DNA alternatieve splitsing" door National Human Genome Research Institute - (Public Domain) via Commons Wikimedia