Fem typer gen splitting mekanisme

Alternativ splejsning er en integreret komponent i biodiversiteten. Forskellige arter bruger disse mekanismer til at udføre reguleringsfunktioner. Den største fordel ved splejsning er, at flere proteiner kan dannes fra et enkelt gen gennem splejsning af introner og exoner. Disse mekanismer kan dog også forårsage forskellige sygdomme, hvis de ikke reguleres. De mest almindelige mekanismer er exon-overspringning, gensidigt eksklusive exoner, alternative acceptorsites, alternative donorsites og intronretention.

•••Comstock / Comstock / Getty Images

Det er ikke overdrevet at sige, at uden alternativ splejsning ville biodiversitet ikke være mulig. 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 strækninger af nukleotider, der forbliver i RNA-produktet, og introner, som fjernes gennem RNA-splejsning. Der er mange former for alternativ splejsning, der bidrager til biodiversitet i eukaryoter. Aktivatorer, såsom startkodonen AUG, på splejsningsstedet fremmer splejsning. Disse mekanismer varierer i hver situation og menes at regulere cellefunktioner baseret på særlige forhold. Ukorrekt splejsning kan dog også bidrage til forskellige sygdomme, herunder kræft.

•••Comstock Images / Comstock / Getty Images

Denne mekanisme er også kendt som kassetteekson, hvor en exon splejses ud af genet under transkriptionen. Et eksempel ville være dsx-genet i D. melanogaster (frugtflue). Hannerne har eksoner 1, 2, 3, 5 og 6, mens kvinder har 1, 2, 3 og 4. Et polyadenyleringssignal i exon 4 får transskriptionen til at stoppe på det tidspunkt. Exon 4 føjes til kvinder på grund af en af ​​aktivatorerne, der kun er til stede hos kvinder og ikke hos hanner.

•••Thomas Northcut / Lifesize / Getty Images

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

•••Comstock / Comstock / Getty Images

Splejsningskrydset i 3'-enden bruges og ændrer 5'-grænsen for den nedstrøms exon. Et eksempel er Transformer (Tra) aktivatorproteinet til stede hos hunner af D. melanogaster (frugtflue). Det originale gen for Tra indeholder to acceptorsteder, hvor genet kan splittes under transkription. Mænd bruger opstrøms acceptor-webstedet, som inkluderer et tidligt stopkodon. Dette danner et ikke-funktionelt protein. Kvinder bruger nedstrøms acceptorstedet, hvilket får stopkodonen til at blive skåret ud som en del af intronen og danner et fungerende Tra-protein.

•••Comstock Images / Comstock / Getty Images

Splejsningsknudepunktet ved 5 'anvendes og ændrer 3'-grænsen for opstrøms exon. Mens alternative acceptorsites fører til små variationer i proteinsekvenser, alternativ donor steder kan føre til drastiske forskelle i proteinsekvens og struktur, fordi det kan forårsage rammeskift. 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 den transmembrane helix. Dette resulterer i disposition for kronisk inflammatorisk sygdom.

•••Ablestock.com/AbleStock.com/Getty Images

Svarende til exon-spring, bibeholdes exon i mRNA'et, men i modsætning til exon-springning flankeres exon ikke af introner. Hvis introner eksisterede, kodes de ofte i de kodende regioner blandt aminosyrerne i nærheden ved eksoner, stopkodonen eller et skift i læserammen, der får proteinet til at blive ikke-funktionel. Dette er den mindst almindelige mekanisme til alternativ splejsning.