Alternatif ekleme, biyolojik çeşitliliğin ayrılmaz bir bileşenidir. Çeşitli türler, düzenleyici işlevleri yerine getirmek için bu mekanizmaları kullanır. Eklemenin ana avantajı, intronların ve ekzonların eklenmesi yoluyla tek bir genden birden fazla proteinin oluşturulabilmesidir. Ancak bu mekanizmalar kontrolsüz bırakılırsa çeşitli hastalıklara da neden olabilir. En yaygın mekanizmalar ekson atlama, birbirini dışlayan ekzonlar, alternatif alıcı yerler, alternatif verici yerler ve intron tutmadır.
Alternatif Birleştirmenin Temel Anlayışı
•••Comstock/Comstock/Getty Images
Alternatif birleştirme olmadan biyolojik çeşitliliğin mümkün olmayacağını söylemek abartı olmaz. Alternatif ekleme, tek bir genden birden fazla protein üretebilir. Bu esneklik, aynı genin farklı özelliklere katkıda bulunmasına izin verir. Bu, RNA ürününde kalan nükleotit uzantıları olan ekzonlar ve RNA ekleme yoluyla uzaklaştırılan intronlar nedeniyle mümkündür. Ökaryotlarda biyolojik çeşitliliğe katkıda bulunan birçok alternatif birleştirme modu vardır. Ekleme alanındaki başlatma kodonu AUG gibi aktivatörler, eklemeyi teşvik eder. Bu mekanizmalar her durumda değişiklik gösterir ve hücre fonksiyonlarını belirli koşullara göre düzenlediği düşünülür. Bununla birlikte, yanlış ekleme, kanser de dahil olmak üzere çeşitli hastalıklara da katkıda bulunabilir.
Ekzon Atlama
•••Comstock / Comstock / Getty Images
Bu mekanizma aynı zamanda, transkripsiyon sırasında genden bir eksonun eklendiği kaset eksonu olarak da bilinir. Bir örnek, D'deki dsx geni olabilir. melanogaster (meyve sineği). Erkeklerde 1, 2, 3, 5 ve 6, dişilerde ise 1, 2, 3 ve 4 ekzonları bulunur. Ekson 4'teki bir poliadenilasyon sinyali, bu noktada transkripsiyonun durmasına neden olur. Ekson 4, yalnızca kadınlarda bulunan ve erkeklerde olmayan aktivatörlerden biri nedeniyle kadınlara eklenir.
Karşılıklı Özel Eksonlar
•••Thomas Northcut/Lifesize/Getty Images
Karşılıklı olarak özel ekzonlar durumunda, transkripsiyon sırasında iki ardışık eksondan sadece biri korunur. Bir örnek, CaV1.2 kalsiyum kanallarında ekson 8a ve 8'in düzenlenmesidir. Timothy sendromunda, bu iki eksonun alternatif formları, hastalığın farklı semptomlarına yol açarak kas kasılması için gerekli olan kalsiyum homeostazının bozulmasına neden olabilir. Ancak hastalarda her iki ekzon da bulunamaz; her ikisi de gende mevcut olsa da bunlardan sadece biri kopyalanır.
Alternatif 3' Alıcı Siteler
•••Comstock/Comstock/Getty Images
3' ucundaki ekleme bağlantısı, akış aşağı eksonun 5' sınırını değiştirerek kullanılır. Bir örnek, D'nin dişilerinde bulunan Transformer (Tra) aktivatör proteinidir. melanogaster (meyve sineği). Tra için orijinal gen, transkripsiyon sırasında genin ayrılabileceği iki alıcı bölge içerir. Erkekler, bir erken durdurma kodonu içeren yukarı akış alıcı bölgesini kullanır. Bu, işlevsel olmayan bir protein oluşturur. Dişiler, durdurma kodonunun intronun bir parçası olarak kesilmesine neden olan ve işleyen bir Tra proteini oluşturan aşağı akış alıcı bölgesini kullanır.
Alternatif 5' Donör Siteleri
•••Comstock / Comstock / Getty Images
5' uçtaki ek birleşim yeri, yukarı akış eksonunun 3' sınırını değiştirerek kullanılır. Alternatif alıcı bölgeler protein dizilerinde küçük farklılıklara yol açarken, alternatif verici siteler, protein dizisinde ve yapısında ciddi farklılıklara yol açabilir, çünkü çerçeve kaymaları. Bir örnek, BTNL2 geninin alternatif donör bölgesi eklemesi olabilir. Aşağı akış bölgesi yerine yukarı akış bölgesinin kullanılması, C-terminali IgC alanı veya transmembran sarmal olmadan kısaltılmış bir proteine yol açar. Bu, kronik inflamatuar hastalığa yatkınlık ile sonuçlanır.
İntron Tutma
•••Ablestock.com/AbleStock.com/Getty Images
Ekson atlamasına benzer şekilde, ekson mRNA'da tutulur, ancak ekson atlamadan farklı olarak, ekzon intronlarla çevrili değildir. İntronlar varsa, genellikle yakın amino asitler arasındaki kodlama bölgelerinde kodlanırlar. ekzonlar, durdurma kodonu veya okuma çerçevesinde proteinin işlevsel olmayan. Bu, alternatif eklemenin en az yaygın mekanizmasıdır.