Ekleme, olgun mRNA'nın pre-mRNA'dan ortaya çıktığı ökaryotların çekirdeğindeki transkripsiyon sırasında çok önemli bir süreci temsil eder. Bu işlemde, transkripsiyondan sonra pre-mRNA'da hala mevcut olan intronlar çıkarılır ve kalan eksonlar, nihai mRNA'yı oluşturmak için birleştirilir.
Ekleme nedir?
İlk adım gen ifadeye transkripsiyon denir. Bu süreçte RNA, şablonu olarak DNA kullanılarak sentezlenir. Moleküler biyolojinin ana dogması, genetik bilgi akışının bilgi taşıyıcı DNA'dan RNA'ya ve proteine olmasıdır. İlk adım gen ifade transkripsiyondur. Bu süreçte RNA, şablon olarak DNA kullanılarak sentezlenir. DNA, genetik bilginin taşıyıcısıdır ve burada dört taneden oluşan bir kod yardımıyla saklanır. bazlar adenin, timin, guanin ve sitozin. Transkripsiyon sırasında, RNA polimeraz protein kompleksi, DNA'nın baz dizisini okur ve karşılık gelen "haberci öncesi RNA" yı (kısaca pre-mRNA) üretir. Bu süreçte hep timin yerine urasil yerleştirilir. Genler, ekson ve intronlardan oluşur. Eksonlar, genetik materyalin aslında genetik bilgiyi kodlayan parçalarıdır. Öte yandan intronlar, bir gen. DNA'da depolanan genler, bu nedenle, karşılık gelmeyen uzun bölümlerle serpiştirilir. amino asit sonraki proteinde ve çeviriye katkıda bulunmaz. Bir genin uzunluğu 60 ila 35 nükleotit arasında olan 100,000 adede kadar intron olabilir. Ortalama olarak, bu intronlar eksonlardan on kat daha uzundur. Transkripsiyonun ilk adımında oluşan pre-mRNA, sıklıkla olgunlaşmamış mRNA olarak da adlandırılır, hala hem eksonları hem de intronları içerir. Ekleme işleminin başladığı yer burasıdır. İntronlar pre-mRNA'dan çıkarılmalı ve kalan eksonlar birbirine bağlanmalıdır. Ancak o zaman olgun mRNA çekirdekten ayrılabilir ve translasyonu başlatabilir. Ekleme çoğunlukla spliceozom yardımı ile yapılır. Bu, beş snRNP'den (küçük nükleer ribonükleoprotein parçacıkları) oluşur. Bu snRNP'lerin her biri bir snRNA'dan oluşur ve proteinler. Başka bir proteinler snRNP'lerin parçası olmayanlar da spliceozomun parçasıdır. Spliceozomlar, majör ve minör spliceozoma ayrılır. Büyük spliceozom, tüm insan intronlarının% 95'inden fazlasını işler ve minör spliceozom, esas olarak ATAC intronlarını işler. Eklemeyi açıkladıkları için Richard John Roberts ve Phillip A. Sharp, 1993'te Nobel Tıp Ödülü'ne layık görüldü. Alternatif ekleme ve RNA'nın katalitik eylemi konusundaki araştırmaları için Thomas R. Cech ve Sidney Altman, 1989'da Nobel Kimya Ödülü'nü aldı. .
İşlev ve görev
Ekleme sürecinde, spliceosome, her seferinde ayrı ayrı parçalarından yeniden oluşur. Memelilerde, snRNP U1 ilk olarak 5′-ekleme bölgesine bağlanır ve spliceozomun geri kalanının oluşumunu başlatır. SnRNP U2, intronun dallanma bölgesine bağlanır. Bunu takiben, tri-snRNP de bağlanır. Spliceozom, iki ardışık transesterifikasyonla ekleme reaksiyonunu katalize eder. Reaksiyonun ilk bölümünde bir oksijen bir 2′-OH grubundan atom adenozin "dallanma noktası dizisinden" (BPS) bir fosfor 5′-ek yerindeki bir fosfodiester bağının atomu. Bu 5′-eksonu serbest bırakır ve intron dolaşır. oksijen 3′-eksonun artık serbest 5′-OH grubunun atomu şimdi 3′-ekleme bölgesine bağlanarak iki eksonu birbirine bağlar ve intronu serbest bırakır. Böylece intron, daha sonra bozulan lariat adı verilen schligen-şekilli bir konformasyona getirilir. Buna karşılık, spliceozomlar, otokatalitik eklemede (kendi kendine ekleme) hiçbir rol oynamaz. Burada intronlar, RNA'nın kendisinin ikincil yapısı tarafından çevirinin dışında tutulur. TRNA'nın (transfer RNA) enzimatik eklenmesi ökaryotlarda ve arkealarda meydana gelir, ancak bakteriler. Ekleme işlemi, yalnızca tek bir nükleotid kadar bir sapma olacağından, tam olarak ekson-intron sınırında son derece hassas bir şekilde gerçekleşmelidir. öncülük etmek yanlış kodlamaya amino asit ve böylece tamamen farklı oluşumuna proteinler. Bir pre-mRNA'nın eklenmesi, çevresel etkiler veya doku tipine bağlı olarak değişebilir. Bu, aynı DNA dizisinden ve dolayısıyla aynı pre-mRNA'dan farklı proteinlerin oluşturulabileceği anlamına gelir ve bu işleme alternatif ekleme denir. Bir insan hücresi yaklaşık 20,000 gen içerir, ancak alternatif birleştirme sayesinde birkaç yüz bin protein oluşturabilir. Tüm insan genlerinin yaklaşık% 30'u alternatif birleştirme sergiler. Ekleme, evrim sürecinde önemli bir rol oynamıştır. Eksonlar genellikle çeşitli şekillerde birleştirilebilen tek protein alanlarını kodlar. Bu, tamamen farklı işlevlere sahip çok çeşitli proteinlerin sadece birkaç eksondan üretilebileceği anlamına gelir. Bu sürece ekson karıştırma denir.
Hastalıklar ve bozukluklar
Bazı kalıtsal hastalıklar, splays ile yakın ilişki içinde ortaya çıkabilir. Kodlamayan intronlardaki mutasyonlar normalde öncülük etmek protein oluşumundaki kusurlara. Bununla birlikte, bir intronun bir bölümünde, eklemenin düzenlenmesi için önemli olan bir mutasyon meydana gelirse, bu, öncülük etmek pre-mRNA'nın hatalı birleştirilmesine. Ortaya çıkan olgun mRNA daha sonra kusurlu veya en kötü durumda zararlı proteinleri kodlar. Örneğin bazı beta türlerinde durum budur.talasemi, kalıtsal anemi. Bu şekilde ortaya çıkan diğer hastalık temsilcileri şunları içerir: Ehlers-Danlos Sendromu (EDS) tip II ve omuriliğe bağlı kas atrofisi.
