เนื้อหา
- ความเข้าใจพื้นฐานของการต่อเชือกทางเลือก
- Exon Skipping
- Exons พิเศษร่วมกัน
- ไซต์ทางเลือก 3 ของตัวรับ
- ไซต์ผู้บริจาค 5 ทางเลือก
- การเก็บรักษา Intron
การต่อรอยทางเลือกเป็นองค์ประกอบสำคัญของความหลากหลายทางชีวภาพ สัตว์หลายชนิดใช้กลไกเหล่านี้เพื่อทำหน้าที่ด้านกฎระเบียบ ข้อได้เปรียบหลักของการประกบคือโปรตีนหลายชนิดสามารถเกิดขึ้นได้จากยีนเดี่ยวผ่านการประกบของอินตรอนและ exons อย่างไรก็ตามกลไกเหล่านี้ยังสามารถทำให้เกิดโรคต่าง ๆ ได้หากไม่ถูกควบคุม กลไกที่พบมากที่สุดคือการข้าม exon เอกซ์เอกสิทธิ์เฉพาะบุคคลไซต์รับทางเลือกไซต์ผู้บริจาคทางเลือกและการเก็บข้อมูลภายใน
ความเข้าใจพื้นฐานของการต่อเชือกทางเลือก
•••รูปภาพ Comstock / Comstock รูปภาพ / Gettyมันไม่ใช่การพูดเกินจริงที่จะกล่าวว่าหากไม่มีการต่อรอยทางเลือกความหลากหลายทางชีวภาพจะเป็นไปไม่ได้ ทางเลือกประกบสามารถผลิตโปรตีนหลายชนิดจากยีนเดียว ความยืดหยุ่นนี้ช่วยให้ยีนเดียวกันมีส่วนร่วมในลักษณะที่แตกต่างกัน สิ่งนี้เกิดขึ้นได้เนื่องจาก exons ซึ่งเป็นนิวคลีโอไทด์ที่ยังคงอยู่ในผลิตภัณฑ์ RNA และอินตรอนซึ่งถูกเอาออกผ่านการประกบ RNA มีหลายโหมดของการต่อรอยทางเลือกที่นำไปสู่ความหลากหลายทางชีวภาพในยูคาริโอต ตัวกระตุ้นเช่นเริ่ม codon AUG ในไซต์ประกบกันทำการโปรโมตการประกบกัน กลไกเหล่านี้แตกต่างกันไปในแต่ละสถานการณ์และคิดว่าจะควบคุมการทำงานของเซลล์ตามเงื่อนไขเฉพาะ อย่างไรก็ตามการต่อประกบที่ไม่เหมาะสมยังสามารถนำไปสู่โรคต่าง ๆ รวมถึงโรคมะเร็ง
Exon Skipping
กลไกนี้ยังเป็นที่รู้จักกันในนามเทปคาสเซ็ตเอ็กซอนซึ่ง exon ถูกตัดต่อจากยีนในระหว่างการถอดความ ตัวอย่างจะเป็นยีน dsx ใน D. melanogaster (แมลงวันผลไม้) เพศชายมี exons 1, 2, 3, 5 และ 6 ในขณะที่เพศหญิงมี 1, 2, 3 และ 4 สัญญาณ polyadenylation ใน exon 4 ทำให้การถอดเสียงหยุดลงที่จุดนั้น Exon 4 ถูกเพิ่มเข้าไปในตัวเมียเพราะหนึ่งในตัวกระตุ้นนั้นมีเฉพาะในตัวเมียและไม่ใช่ตัวผู้
Exons พิเศษร่วมกัน
•••ภาพโทมัส Northcut / Lifesize / Gettyในกรณีของเอกสิทธิ์เอกสิทธิ์เฉพาะบุคคลร่วมกันเพียงหนึ่งในสอง exons ติดต่อกันจะถูกเก็บไว้ในระหว่างการถอดความ ตัวอย่างคือกฎของ exons 8a และ 8 ใน CaV1.2 แคลเซียม channel ในทิโมธีซินโดรมรูปแบบอื่นของ exons ทั้งสองนี้สามารถนำไปสู่อาการต่าง ๆ ของโรคซึ่งทำให้การหยุดชะงักของสภาวะสมดุลแคลเซียมที่จำเป็นสำหรับการหดตัวของกล้ามเนื้อ อย่างไรก็ตาม exons ทั้งสองไม่สามารถอยู่ในผู้ป่วย; มีเพียงหนึ่งในนั้นที่ถูกถอดเสียงแม้ว่าทั้งคู่จะมีอยู่ในยีน
ไซต์ทางเลือก 3 ของตัวรับ
ชุมทางรอยต่อที่ปลาย 3 ถูกนำมาใช้เพื่อเปลี่ยนขอบเขต 5 ของเอกซ์ดาวน์สตรีม ตัวอย่างคือโปรตีนแอคทิวิตี้ Transformer (Tra) มีอยู่ในตัวเมียของ D. melanogaster (แมลงวันผลไม้) ยีนดั้งเดิมของ Tra มีสองไซต์ที่ผู้รับยีนสามารถแยกได้ระหว่างการถอดความ เพศชายใช้ไซต์ตัวรับต้นน้ำซึ่งรวมถึง codon หยุดก่อน ซึ่งเป็นโปรตีนที่ไม่สามารถใช้งานได้ ตัวเมียใช้ไซต์ตัวรับดาวน์สตรีมซึ่งทำให้การหยุด codon นั้นถูกตัดออกเป็นส่วนหนึ่งของอินตรอนสร้างโปรตีน Tra ที่ทำงานได้
ไซต์ผู้บริจาค 5 ทางเลือก
••• Comstock Images / Comstock รูปภาพ / Gettyมีการใช้จุดเชื่อมต่อรอยต่อที่ 5 'ซึ่งเป็นการเปลี่ยนขอบเขต 3' ของเอกซ์สตรีมต้นน้ำ ในขณะที่ไซต์ตัวรับทางเลือกนำไปสู่ความผันแปรเล็ก ๆ ของลำดับโปรตีนเว็บไซต์ผู้บริจาคทางเลือกสามารถนำไปสู่ความแตกต่างอย่างมากในลำดับและโครงสร้างของโปรตีนเนื่องจากมันสามารถทำให้เกิดการเปลี่ยนเฟรม ตัวอย่างจะเป็นการต่อเชื่อมไซต์ BTNL2 ของผู้บริจาคทางเลือก การใช้เว็บไซต์อัปสตรีมแทนที่จะเป็นเว็บไซต์ดาวน์สตรีมจะนำไปสู่โปรตีนแบบย่อโดยไม่มีโดเมน C-terminal IgC หรือเกลียวเฮเทอร์เฟซเบรน ส่งผลให้เกิดความโน้มเอียงที่จะเป็นโรคอักเสบเรื้อรัง
การเก็บรักษา Intron
คล้ายกับการกระโดดข้าม exon, exon จะถูกเก็บไว้ใน mRNA แต่ไม่เหมือน exon กระโดดข้าม, exon ไม่ขนาบข้างด้วย introns หากมีการสะสมของ introns พวกมันมักจะถูกเข้ารหัสในบริเวณการเข้ารหัสระหว่างกรดอะมิโนใกล้เคียงกับ exons, codon หยุดหรือการเปลี่ยนแปลงในกรอบการอ่านทำให้โปรตีนไม่สามารถทำงานได้ นี่เป็นกลไกที่พบได้น้อยที่สุดในการต่อรอยทางเลือก