Εναλλακτική ωρίμανση
Η εναλλακτική ωρίμανση επιτρέπει στο DNA να κωδικοποιεί περισσότερες από μία πρωτεΐνες. Μεταβάλλει τη σύνθεση των εξονίων του αγγελιοφόρου RNA.
Στην εναλλακτική ωρίμανση τα εξώνια του προ-μεσογειακού RNA που παράγεται από τη μεταγραφή επανασυνδέονται με διαφορετικούς τρόπους κατά τη διάρκεια της ωρίμανσης του RNA.
Αυτό παράγει διαφορετικά ώριμα αγγελιοφόρα RNA από το ίδιο γονίδιο. Μεταφράζονται σε διαφορετικές πρωτεΐνες. Έτσι, ένα και μόνο γονίδιο μπορεί να κωδικοποιεί πολλαπλές πρωτεΐνες.
Η εναλλακτική ωρίμανση είναι φυσιολογική στους ευκαρυώτες. Αυξάνει σημαντικά την ποικιλομορφία των πρωτεϊνών που μπορούν να κωδικοποιηθούν από το γονιδίωμα. Στον άνθρωπο, το ~95% των πολυεξονικών γονιδίων είναι εναλλακτικά ματσωμένα.
Υπάρχουν διάφορα είδη εναλλακτικής συγκόλλησης: το πιο συνηθισμένο είναι η παράλειψη εξονίου. Ένα εξώνιο μπορεί να περιλαμβάνεται στα mRNA υπό ορισμένες συνθήκες ή σε συγκεκριμένους ιστούς και να παραλείπεται από το mRNA σε άλλους. Υπάρχουν ενεργοποιητές ωρίμανσης που προωθούν τη χρήση μιας συγκεκριμένης θέσης ωρίμανσης και καταστολείς ωρίμανσης που μειώνουν τη χρήση μιας συγκεκριμένης θέσης. Βρίσκονται νέοι τύποι εναλλακτικής ωρίμανσης.
Ανώμαλες παραλλαγές στο μάτισμα εμφανίζονται σε ασθένειες. Πολλές ανθρώπινες γενετικές διαταραχές οφείλονται σε παραλλαγές ματίσματος. Οι ανώμαλες παραλλαγές μάτισμα μπορεί επίσης να συμβάλλουν στην ανάπτυξη καρκίνου. Τα μη λειτουργικά προϊόντα ωρίμανσης αντιμετωπίζονται συνήθως με μετα-μεταγραφικό έλεγχο ποιότητας. Δηλαδή, τεμαχίζονται από ένζυμα.
Η εναλλακτική ωρίμανση παράγει δύο ισομορφές πρωτεΐνης.
Πηγή ποικιλομορφίας
Το εναλλακτικό μάτισμα (ο επανασυνδυασμός διαφορετικών εξονίων) είναι μια σημαντική πηγή γενετικής ποικιλομορφίας στους ευκαρυώτες. Ένα συγκεκριμένο γονίδιο της Drosophila (DSCAM) μπορεί να ματσωθεί εναλλακτικά σε 38.000 διαφορετικά mRNA.
Ερωτήσεις και απαντήσεις
Q: Τι είναι η εναλλακτική συγκόλληση;
A: Η εναλλακτική ωρίμανση είναι μια διαδικασία κατά την οποία τα εξώνια του προ-μεσημβρινού RNA που παράγονται από τη μεταγραφή επανασυνδέονται με διαφορετικούς τρόπους κατά τη διάρκεια της ωρίμανσης του RNA, με αποτέλεσμα να προκύπτουν διαφορετικά ώριμα αγγελιοφόρα RNA από το ίδιο γονίδιο που μεταφράζονται σε διαφορετικές πρωτεΐνες.
Ερ: Πόσο συχνή είναι η εναλλακτική ωρίμανση;
Α: Η εναλλακτική ωρίμανση είναι φυσιολογική στους ευκαρυώτες και αυξάνει σημαντικά την ποικιλομορφία των πρωτεϊνών που μπορούν να κωδικοποιηθούν από το γονιδίωμα. Στον άνθρωπο, περίπου το 95% των πολυεξονικών γονιδίων είναι εναλλακτικά ματσωμένα.
Ερ: Ποιοι είναι ορισμένοι τύποι εναλλακτικού ματίσματος;
Α: Ο πιο συνηθισμένος τύπος εναλλακτικού ματίσματος είναι η παράλειψη εξωνίου, όπου ένα εξώνιο μπορεί να συμπεριληφθεί ή να παραλειφθεί από το mRNA ανάλογα με ορισμένες συνθήκες ή ιστούς. Υπάρχουν επίσης και άλλοι τύποι, όπως οι ενεργοποιητές και οι καταστολείς του ματίσματος που προωθούν ή μειώνουν τη χρήση συγκεκριμένων θέσεων αντίστοιχα, καθώς και νέοι τύποι που ανακαλύπτονται.
Ερ: Πώς επηρεάζει η μη φυσιολογική διακύμανση του εναλλακτικού ματίσματος την υγεία;
Α: Οι μη φυσιολογικές παραλλαγές στον εναλλακτικό ματίσματος μπορούν να οδηγήσουν σε γενετικές διαταραχές και να συμβάλουν στην ανάπτυξη καρκίνου. Τα μη λειτουργικά προϊόντα που προκύπτουν από αυτή τη διαδικασία αντιμετωπίζονται συνήθως με μετα-μεταγραφικό ποιοτικό έλεγχο, όπου τεμαχίζονται από ένζυμα.
Ερ: Τι είδους πρωτεΐνες μπορούν να δημιουργηθούν μέσω της εναλλακτικής ωρίμανσης;
Α: Μέσω του εναλλακτικού ματίσματος, ένα και μόνο γονίδιο μπορεί να κωδικοποιεί πολλαπλές πρωτεΐνες, γεγονός που αυξάνει την ποικιλομορφία των πρωτεϊνών που μπορούν να κωδικοποιηθούν από το γονιδίωμα.
Ερ: Τι συμβαίνει εάν από την εναλλακτική συρραφή προκύπτουν μη λειτουργικά προϊόντα;
Α: Εάν από την εναλλακτική Συμπλήρωση προκύψουν μη λειτουργικά προϊόντα, τότε αυτά συνήθως αντιμετωπίζονται με μετα-μεταγραφικό έλεγχο ποιότητας, όπου τεμαχίζονται από ένζυμα.
