اتصال بهم پیوسته نشان دهنده یک فرآیند مهم در هنگام رونویسی در هسته یوکاریوت ها است ، که در آن mRNA بالغ از قبل از mRNA ظهور می کند. در این فرآیند ، اینترونهایی که پس از رونویسی هنوز در قبل از mRNA وجود دارند ، برداشته می شوند و اگزونهای باقیمانده با هم ترکیب شده و mRNA نهایی را تشکیل می دهند.
splicing چیست؟
اولین قدم در ژن عبارت رونویسی نامیده می شود. در این فرآیند ، RNA با استفاده از DNA به عنوان الگوی خود ، سنتز می شود. جزم اصلی زیست شناسی مولکولی این است که جریان اطلاعات ژنتیکی از حامل اطلاعات DNA به RNA به پروتئین است. اولین قدم در ژن عبارت رونویسی است. در این فرآیند ، RNA با استفاده از DNA به عنوان الگو ، سنتز می شود. DNA حامل اطلاعات ژنتیکی است که با کمک کد متشکل از چهار مورد در آنجا ذخیره می شود پایگاه آدنین ، تیمین ، گوانین و سیتوزین. در حین رونویسی ، مجموعه پروتئین RNA پلیمراز توالی پایه DNA را خوانده و "RNA پیش پیام رسان" مربوطه را تولید می کند (به اختصار pre-mRNA). در این فرآیند ، اوراسیل همیشه به جای تیمین وارد می شود. ژن ها از اگزون و اینترون تشکیل شده اند. اگزون ها آن قسمت هایی از ماده ژنتیکی هستند که در واقع رمزگذاری اطلاعات ژنتیکی هستند. از طرف دیگر ، اینترون ها ، بخشهای غیر کدگذاری کننده را در a نشان می دهند ژن. بنابراین ژنهای ذخیره شده در DNA با بخشهای طولانی که مطابقت ندارند ، پراکنده می شوند اسیدهای آمینه در پروتئین بعدی است و به ترجمه کمک نمی کند. یک ژن می تواند تا 60 اینترون داشته باشد ، طول آنها بین 35 تا 100,000 نوکلئوتید است. به طور متوسط این اینترون ها ده برابر بیشتر از اگزون ها هستند. پیش mRNA تشکیل شده در اولین مرحله رونویسی ، که اغلب به آن mRNA نابالغ نیز گفته می شود ، هنوز هم حاوی اگزون و هم اینترون است. از اینجاست که روند اتصال به هم پیوستگی آغاز می شود. اینترون ها باید از pre-mRNA برداشته شوند و اگزون های باقیمانده باید به هم متصل شوند. تنها در این صورت است که mRNA بالغ می تواند هسته را ترک کرده و ترجمه را آغاز کند. پیوند زدن بیشتر با کمک اسپلیسوزوم انجام می شود. این از پنج snRNP (ذرات ریبونوکلئوپروتئین هسته ای کوچک) تشکیل شده است. هر یک از این snRNP ها شامل یک snRNA و پروتئین ها. برخی دیگر پروتئین ها که بخشی از snRNP نیستند نیز بخشی از اسپلیسوزوم هستند. اسپلیسوزومها به اسپلیسوزومهای ماژور و مینور تقسیم می شوند. اسپلیسئوزوم عمده بیش از 95٪ از کل اینترونهای انسان را پردازش می کند و اسپلیسوزوم جزئی عمدتا از طریق اینترونهای ATAC اداره می شود. برای توضیح splicing ، ریچارد جان رابرتز و فیلیپ A. شارپ در سال 1993 جایزه نوبل پزشکی را دریافت کردند. توماس آر. چچ و سیدنی آلتمن در سال 1989 جایزه نوبل شیمی را به خاطر تحقیقات خود در مورد اتصال متناوب و عملکرد کاتالیزوری RNA دریافت کردند. .
کارکرد و وظیفه
در روند اتصال ، اسپلیسوزوم هر بار از قسمتهای جداگانه خود ، دوباره تشکیل می شود. در پستانداران ، snRNP U1 ابتدا به محل اتصال 5′ اتصال داده می شود و تشکیل بقیه اسپلیسوزوم را آغاز می کند. snRNP U2 به محل انشعاب اینترون متصل می شود. به دنبال این ، tri-snRNP نیز متصل می شود. اسپلیسوزوم با دو ترانس استریفیکاسیون متوالی واکنش اتصال را کاتالیز می کند. در قسمت اول واکنش ، یک اکسیژن اتم از گروه 2′-OH یک آدنوزین از "توالی نقطه شاخه" (BPS) حملات a فسفر اتم پیوند فسفودیستر در سایت 5′-اتصال. این باعث آزاد شدن 5 ex-اگزون و اینترون می شود. اکسیژن اتم گروه 3′-OH در حال حاضر آزاد 5′-اگزون اکنون به سایت 3′-اتصال متصل می شود ، دو اگزون را به هم متصل کرده و اینترون آزاد می کند. بدین ترتیب اینترون به یک ترکیب شلیژن شکل ، به نام لاریات ، آورده می شود که متعاقباً تخریب می شود. در مقابل ، اسپلیسوزوم ها هیچ نقشی در اتصال اتوماتیک (خودساخته شدن) ندارند. در اینجا ، اینترونها توسط ساختار ثانویه RNA خود از ترجمه خارج می شوند. پیرایش آنزیمی tRNA (انتقال RNA) در یوکاریوتها و آرکی ها رخ می دهد ، اما در باکتری. فرآیند اتصال باید دقیقاً دقیقاً در مرز اگزون-اینترون رخ دهد ، زیرا انحراف فقط توسط یک نوکلئوتید منفرد است رهبری به کدگذاری نادرست از اسیدهای آمینه و بنابراین به شکل گیری کاملا متفاوت است پروتئین ها. بهم پیوستن یک mRNA قبل از آن می تواند به دلیل تأثیرات محیطی یا نوع بافت متفاوت باشد. این بدان معناست که پروتئین های مختلف می توانند از همان توالی DNA و در نتیجه همان mRNA مشابه تشکیل شوند. این فرآیند اتصال متناوب نامیده می شود. یک سلول انسانی شامل حدود 20,000 ژن است ، اما به دلیل اتصال متناوب قادر به ایجاد چند صد هزار پروتئین است. حدود 30٪ از کل ژنهای انسانی اتصالات جایگزین از خود نشان می دهند. Splicing نقش اصلی را در روند تکامل بازی کرده است. اگزون ها غالباً دامنه های واحدی از پروتئین ها را رمزگذاری می کنند که می تواند به روش های مختلف ترکیب شود. این بدان معنی است که فقط از چند اگزون می توان انواع زیادی پروتئین با عملکردهای کاملاً متفاوت تولید کرد. به این فرآیند تغییر شکل اگزون گفته می شود.
بیماری ها و اختلالات
برخی از بیماری های ارثی می توانند در ارتباط نزدیک با پیرایش ایجاد شوند. جهش در اینترون های غیر رمزگذار به طور معمول انجام نمی شود رهبری به نقص در تشکیل پروتئین. با این حال ، اگر جهشی در بخشی از اینترون رخ دهد که برای تنظیم اتصال مهم است ، این می تواند رهبری به اتصال ناقص از mRNA قبل. mRNA بالغ حاصل پروتئین های معیوب یا در بدترین حالت مخرب را کد می کند. این مورد ، به عنوان مثال ، در برخی از انواع بتا-تالاسمی، ارثی کم خونی. نمایندگان دیگر بیماری هایی که از این طریق بوجود می آیند عبارتند از: سندرم Ehlers-Danlos (EDS) نوع II و آتروفی عضلانی نخاعی.
