Ce este Alternative Splicing?
Îmbinarea alternativă este un mecanism pe care celulele îl folosesc pentru a produce mai multe proteine din aceeași catenă de ADN. Posibilitatea unei transcrieri primare (care devine ARN mesager) pentru a se potrivi în 2 sau mai multe moduri se numește îmbinare alternativă.
Splicingul alternativ este un proces care permite ARN-ului mesager să dirijeze sinteza diferitelor variante de proteine (izoforme) care pot avea diferite funcții sau proprietăți celulare. Acest lucru are loc prin rearanjarea modelului de introni și exoni care sunt uniți prin splicing pentru a schimba secvența de codificare a ARNm.
În mod normal, proteinele specializate construiesc ARN mesager (ARNm) din matrița de ADN. Acest ARNm ajunge apoi la ribozom, unde codul ARN este transformat în structura unei noi proteine. În splicing alternativ factori, deoarece interacțiunea dintre diferite proteine, celula și mediul înconjurător poate duce la omiterea diferitelor segmente ale ADN-ului și ARNm original. Când se întâmplă acest lucru, ARNm alternativ duce la sinteza unei proteine complet diferite.
Proteinele diferă în aranjarea aminoacizilor lor, care este dictată de ARNm. După informatia este schimbata, se modifică și funcția proteinei. Folosind metoda de îmbinare alternativă, organismele pot produce mult mai multe proteine decât poate codifica ADN-ul lor. De exemplu, oamenii posedă aproximativ 20.000 de gene care codifică proteine. Cu toate acestea, se estimează că există peste 100.000 de proteine diferite în corpul uman. Îmbinarea alternativă este motivul pentru care există aceste forme diferite.
Cum funcționează îmbinarea alternativă?
Splicing-ul are loc după ce ARNm primar este creat din ADN într-un proces numit transcripție, deoarece „limbajul” ARN-ului și ADN-ului este practic același, ambele bazându-se pe 4 baze nucleotidice (blocuri de construcție). Când un ribozom citește acest limbaj, traduce mesajul în limbajul proteinelor, care constă din aproximativ 21 de aminoacizi. Prin urmare, înainte ca ARNm primar să poată fi convertit în proteină, acesta trebuie mai întâi modificat și editat. În splicing normal, o proteină specială și un complex de ARN numit spliceosomese atașează de ARNm primar.
ARNm primar (transcrierea primară) are regiuni distincte numite introni și exoni. Aceste regiuni se amestecă împreună și intronii trebuie eliminati, pentru a crea o proteină funcțională. Spliceozomul este special echipat pentru a elimina intronii.
Deși întregul mecanism nu este bine înțeles, se știe că anumiți factori chimici pot stimula spliceosomul să lucreze în moduri diferite. Se poate da un semnal pentru a exclude un exon sau chiar mai mulți exoni din ARNm final.
Alte semnale pot determina spliceosome să lase introni intacți. Organismul posedă multe aplicații diferite pentru proteine și adesea este posibil să se folosească același cod ADN pentru a sintetiza mai multe astfel de proteine.
Ce forme de îmbinare alternativă există?
Există o altă formă de îmbinare alternativă cunoscută ca trans-splicing, în care exonii din două gene diferite sunt adunați împreună de spliceosome. Acest proces genetic a fost observat doar la unele organisme unicelulare, dar poate ajuta la explicarea diversității lor genetice fără reproducere sexuală.
În timp ce organismele care se reproduc sexual combină informațiile lor genetice pentru a produce diversitate, aceste organisme pot face mult mai repede. O astfel de formă de îmbinare alternativă se poate crea cu ușurință caracteristici complet noi în acele organisme care se pot dovedi utile.
Bibliografie:
Hartwell, LH, Hood, L., Goldberg, ML, Reynolds, AE și Silver, LM Genetica: de la gene la genomi
Nelson, DL și Cox, MM Principiile biochimiei
