Psödojenlerin fonksiyonları ve çeşitleri



sözde genlerin bunlar her yerde bulunur ve canlıların genomlarında, hayvanlardan ve bitkilerden bakterilere kadar oldukça bol sekanslardır. Tarihsel olarak fosiller veya basitçe "hurda DNA" olarak kabul edildiler..

Bununla birlikte, bugün psödojenlerin düzenleyici işlevlere sahip olduğu bilinmektedir ve bazıları bile işlevsel bir RNA'ya kopyalanabilir. Düzenlemedeki rolü susturulması veya küçük RNA'ların oluşması veya belirli bir proteini kodlayan haberci RNA'daki değişiklikler ile gerçekleştirilebilir..

İnsan genomunda yapılan çalışmalarda, proteinleri kodlayan dizilere benzeyen bir sayı kadar yaklaşık 20 bin psödojen olduğu tahmin edilmektedir..

Bazı yazarlar, bir gen ile bir psödojen arasında bir sınır belirlemenin zor olduğunu düşünür, çünkü bazı durumlarda genlerin işlevselliği açık değildir. Psödojenlerin şu anki bilgisi sığ ve konu ile ilgili hala birçok soru var..

indeks

  • 1 Psödojen nedir?
  • 2 Tarihçesi
  • 3 İşlev
  • 4 psödojen türleri
    • 4.1 İşlenmiş ve işlenmemiş
    • 4.2 Canlı genler, hayalet ve ölü psödojenler
  • 5 Evrimsel bakış açısı
  • 6 Kaynakça

Yalancı nedir?

Psödojenler, çeşitli nedenlerden dolayı, eksik veya "hasarlı" sekanslara sahip bazı genlerin kopyalarıdır..

Bu hasarlar okuma çerçevelerindeki değişiklikler veya erken durma kodonları nedeniyle oluşur. Bununla birlikte, yapısal olarak onları köken alan genin çeşitli yönlerinde hatırlarsınız..

Psödojenler genomun herhangi bir yerinde bulunabilir. Retrotranspozisyon işlemleri paralog genlerine bitişik olarak gruplanmalarına veya uzak bir yere yerleştirilmelerine neden olabilir - başka bir kromozomda bile.

tarih

DNA göründüğünden daha karmaşık. Tüm bölümleri protein kodlaması değildir. Yani, tüm bölgeler bir haberci RNA haline gelmez, bu daha sonra bir amino asit dizisine çevrilir - proteinlerin yapı taşları.

İnsan genomunun dizilimi ile, sadece küçük bir kısmın (yaklaşık% 2) protein kodladığı çok açık bir şekilde ortaya çıktı. Anında biyologlar, görünüşte önemsiz olan bu büyük miktarda DNA'nın işlevini merak ettiler..

Uzun yıllar boyunca, proteinleri kodlamayan veya kodlamayan DNA olmayan tüm DNA - yanlış - önemsiz DNA olarak kabul edildi..

Bu bölgeler, transposable elemanları, yapısal varyantları, çift segmentleri, art arda tekrarlanan dizileri, korunmuş kodlama yapmayan elemanları, kodlama yapmayan fonksiyonel RNA'yı, düzenleme elemanlarını ve psödojenleri içerir..

Günümüzde hurda DNA terimi tamamen literatürden çıkarılmıştır. Kanıtlar, sahte hücrelerin farklı hücresel fonksiyonların düzenleyici unsurları olarak katıldığını açıkça ortaya koymuştur..

Bildirilen ilk psödojen 1977 yılında amfibi DNA'sındaydı. Xenopus laevis. O andan itibaren, bitkiler ve bakteriler dahil farklı organizmalarda farklı psödojenler rapor edilmeye başlandı..

fonksiyonlar

Tartışıldığı gibi, psödojenler başka bir genin aktif olmayan kopyaları olmaktan uzaktır. Son araştırmalar, psödojenlerin genomdaki düzenleyici unsurlar olarak davranıp proteinleri kodlayan "kuzenlerini" değiştiren olduğu fikrini desteklemektedir..

Ek olarak, birkaç psödojen RNA'ya kopyalanabilir ve bazıları her dokunun spesifik bir aktivasyon paternini gösterir..

Psödojenin transkripti, kodlama dizilerini RNAi yoluyla düzenleyen küçük girişimci RNA'lar halinde işlenebilir.

Belirgin bir keşif, psödojenlerin, spesifik mikroRNA'ları aktive ederek tümör baskılayıcıları ve bazı onkogenleri düzenleyebildiklerini bulmaktı..

Bu değerli bulguda, psödojenlerin kanserin ilerleyişinde sıklıkla düzenlemelerini yitirdikleri kaydedilmiştir..

Bu gerçek, psödojen fonksiyonunun gerçek kapsamı hakkında derinlemesine bir araştırmayı, içinde bulundukları karmaşık düzenleyici ağ hakkında daha iyi bir fikre sahip olmak ve bu bilgiyi tıbbi amaçlar için kullanmak için haklı çıkarır..

Psödojen çeşitleri

İşlenmiş ve işlenmemiş

Psödojenler iki geniş kategoriye ayrılır: işlenmiş ve işlenmemiş. İkincisi, üniter ve kopya pseudogenes olarak bir alt kategoriye ayrılır.

Psödojenler, evrim sırasında çoğalma ile oluşan genlerin bozulmasıyla üretilir. Bu "bozukluklar", açık okuma çerçevesindeki nokta mutasyonları, eklemeleri, silmeleri veya değişiklikleri olsun, farklı süreçlerde ortaya çıkar..

Yukarıda belirtilen olaylara bağlı olarak verimlilik veya ifade kaybı, işlenmemiş psödojen üretimine dönüşür. Birim tipinde olanlar, fonksiyonel olmayan bir ana genin tek bir kopyasıdır..

İşlenmemiş psödojenler ve kopyalar, bir genin yapısını, intronlar ve eksonlarla korurlar. Buna karşılık, işlenen psödojenler retrotranspozisyon olaylarından kaynaklanır.

Retrotranspozisyon, bir cDNA'nın (bir mesajcı RNA transkriptinin ters kopyası olan tamamlayıcı DNA) genomun belirli bir bölgesine yeniden bütünleştirilmesiyle oluşur..

İşlenmiş psödojenin çift sarmallı dizisi, RNA polimeraz II tarafından üretilen tek sarmal bir RNA tarafından üretilir..

Canlı genler, hayalet sahte ve ölüler

Zheng ve Gerstein tarafından önerilen bir başka sınıflandırma, genleri canlı genler, psödojenler hayaletler ve ölü psödojenler olarak sınıflandırır. Bu sınıflandırma, genin işlevselliğine ve bunların "yaşamlarına" ve "ölümlerine" dayanmaktadır..

Bu bakış açısı altında canlı genler protein kodlayan genlerdir ve ölü psödojenler genomdaki kopyalanmamış elementlerdir..

Bir ara durum, üç alt kategoride sınıflandırılmış olan hayali psödojenlerden oluşur: boşaltılmış psödojen, psödojen sırtlama ve ölmekte olan psödojen Tam psödojen, piggy back psödojen ve ölmekte olan psödojen).

Evrimsel bakış açısı

Organizmaların genomları da evrimleşir ve genler, değişim ve kaynaklanma özelliklerine sahiptir. de novo. Farklı mekanizmalar, aralarında gen çoğalması, füzyon ve gen fisyonu, genlerin lateral transferi vb..

Bir gen ortaya çıktığında, evrimsel kuvvetlerin hareket edebilmesi için bir başlangıç ​​noktasını temsil eder..

Gen çoğaltması, genellikle orijinal genin fonksiyonunu koruduğu bir kopyadan kaynaklanır ve kopya, başlangıç ​​fonksiyonunu sürdürmenin seçici baskısı altında olmayan - serbestçe mutasyona uğrayabilir ve fonksiyonu değiştirebilir.

Alternatif olarak, yeni gen, psödojen olarak sona erecek ve işlevini kaybedecek şekilde mutasyona uğrayabilir..

referanslar

  1. Groen, J.N., Capraro, D. ve Morris, K. V. (2014). Psödojen kodlamayan RNA'ların hücresel fonksiyonlarda ortaya çıkan rolü. Uluslararası biyokimya ve hücre biyolojisi dergisi, 54, 350-355.
  2. Pink, R.C., Wicks, K., Caley, D.P., Punch, E.K., Jacobs, L. ve Carter, D.R.F. (2011). Psödojenler: sağlıkta ve hastalıkta sahte işlevsel veya temel düzenleyiciler?. rna, 17(5), 792-798.
  3. Poliseno, L., Salmena, L., Zhang, J., Carver, B., Haveman, W.J. & Pandolfi, P.P. (2010). Gen ve psödojen mRNA'ların kodlamadan bağımsız bir fonksiyonu tümör biyolojisini düzenler. doğa, 465(7301), 1033.
  4. Tutar Y. (2012). sözde genlerin. Karşılaştırmalı ve fonksiyonel genomik, 2012, 424526.
  5. Zheng, D. ve Gerstein, M.B. (2007). Genler ve psödojenler arasındaki belirsiz sınır: ölüler yükseliyor mu, yoksa onlar mı??. Genetikte Eğilimler, 23(5), 219-224.