Функции и видове псевдогени



на псевдогени те са повсеместни и доста обилни последователности в геномите на живите същества, от животни и растения до бактерии. Исторически те са били считани за вкаменелости или просто като „боклуци“.

Днес обаче е известно, че псевдогените имат регулаторни функции, а някои дори могат да бъдат транскрибирани във функционална РНК. Неговата роля в регулирането може да се осъществи чрез заглушаване или образуване на малки RNA или чрез промени в RNA, които кодират определен протеин..

В проучвания, проведени в човешкия геном, е изчислено, че има около 20 хиляди псевдогени - брой, сравним с последователностите, които кодират протеини..

Някои автори считат, че е трудно да се установи граница между ген и псевдоген, тъй като в някои случаи не-функционалността на гените не е ясна. Сегашните познания за псевдогените са плитки и все още има много въпроси по темата.

индекс

  • 1 Какво представляват псевдогените?
  • 2 История
  • 3 Функции
  • 4 Видове псевдогени
    • 4.1 Обработени и непреработени
    • 4.2 Живи гени, фантом и мъртви псевдогени
  • 5 Еволюционна перспектива
  • 6 Препратки

Какво представляват псевдогените?

Псевдогените са копия на определени гени, които имат дефицитни или "повредени" последователности по различни причини.

Тези повреди възникват поради промени в рамките за четене или преждевременни стоп кодони. Все пак, спомняте си структурно в няколко аспекта на гена, който ги произвежда.

Псевдогените могат да бъдат разположени навсякъде в генома. Процесите на ретротранспониране могат да ги накарат да бъдат групирани в съседство с техния паралог ген или да бъдат вмъкнати в отдалечено място - дори в друга хромозома.

история

ДНК е по-сложна, отколкото изглежда. Не всички части от него са кодиране на протеини. Това означава, че не всички региони се превръщат в информационна РНК, която след това се превръща в последователност от аминокиселини - градивни елементи на протеини.

С последователността на човешкия геном стана много ясно, че само малка част (около 2%) кодира протеини. Веднага биолозите се запитаха, че функцията на това огромно количество ДНК, очевидно, не е от значение.

В продължение на много години, цялата ДНК, която не е кодирала белтъци или не-кодираща ДНК, е смятана за погрешно за нежелана ДНК.

Тези области включват транспонируеми елементи, структурни варианти, дублиращи се сегменти, повтарящи се последователности в тандем, запазени некодиращи елементи, некодиращи функционални РНК, регулаторни елементи и псевдогени..

В днешно време терминът нежелана ДНК е напълно изхвърлен от литературата. Доказателствата показват, че псевдогените участват като регулаторни елементи на различни клетъчни функции.

Първият докладван псевдоген е през 1977 г. в ДНК на земноводните Xenopus laevis. От този момент се появяват различни псевдогени в различни организми, включително растения и бактерии.

функции

Както беше обсъдено, псевдогените далеч не са неактивни копия на друг ген. Последните проучвания подкрепят идеята, че псевдогените действат като регулаторни елементи в генома, като модифицират своите „братовчеди“, които кодират протеини..

В допълнение, няколко псевдогени могат да бъдат транскрибирани в РНК, а някои показват специфичен модел на активиране на всяка тъкан.

Транскриптът на псевдогена може да бъде преработен в малки интерфериращи РНК, които регулират кодиращите последователности чрез RNAi.

Забележително откритие е, че псевдогените са способни да регулират туморните супресори и някои онкогени, чрез активиране на специфични микроРНК..

В тази ценна находка беше отбелязано, че псевдогените често губят своята регулация по време на прогресията на рака.

Този факт оправдава по-задълбочено проучване на истинската област на функцията на псевдогена, да има по-добра представа за сложната регулаторна мрежа, в която участват, и да използва тази информация за медицински цели..

Видове псевдогени

Обработени и необработени

Псевдогените се класифицират в две широки категории: обработени и непреработени. Последните се разделят на подкатегоризация на единични и дублирани псевдогени.

Псевдогените се произвеждат от влошаването на гените, породени от дублирането в хода на еволюцията. Тези "увреждания" възникват чрез различни процеси, независимо дали са точкови мутации, инсерции, заличавания или промени в отворената рамка на четене.

Загубата на производителност или експресия, дължаща се на споменатите по-горе събития, се превръща в производството на непреработен псевдоген. Тези от типа единица са единично копие на родителски ген, който става нефункционален.

Непреработените псевдогени и дубликатите поддържат структурата на ген с интроните и екзоните. Обратно, обработените псевдогени произхождат от събития на ретротранспозиция.

Ретротранспозиция се осъществява чрез реинтеграция на сДНК (комплементарна ДНК, която е обратна копие на транскрипт на РНК на пратеника) в определена област на генома.

Двойно-верижната последователност на обработения псевдоген се генерира от едноверижна РНК, генерирана от РНК полимераза II.

Живи гени, призрачни псевдогени и мъртви

Друга класификация, предложена от Джънг и Герщайн, класифицира гените като живи гени, псевдогенен фантоми и мъртви псевдогени. Тази класификация се основава на функционалността на гена, както и на "живота" и "смъртта" на тях.

Под тази перспектива живите гени са гените, които кодират протеини, а мъртвите псевдогени са елементи в генома, които не се транскрибират..

Междинно състояние се състои от фантомни псевдогени, които са класифицирани в три подкатегории: псевдогенен, псевдогенен и умиращ псевдоген (от английски). точни псевдогени, псевдогени с прасенце и умиращи псевдогени).

Еволюционна перспектива

Геномите на организмите също се развиват и гените имат свойството да се променят и произхождат de novo. Различни механизми медиират тези процеси, сред които генно дублиране, сливане и делене на гени, латерален трансфер на гени и др..

Веднъж генериран, той представлява отправна точка, така че еволюционните сили да могат да действат.

Дублирането на гена произвежда копие, при което, по принцип, оригиналният ген запазва своята функция и копието - което не е под селективното натиск за поддържане на тази първоначална функция - може да мутира свободно и да променя функцията..

Алтернативно, новият ген може да мутира по такъв начин, че да стане псевдоген и да загуби своята функция.

препратки

  1. Groen, J.N., Capraro, D., & Morris, K. V. (2014). Възникващата роля на псевдогенните некодиращи РНК в клетъчните функции. Международен журнал по биохимия и клетъчна биология, 54, 350-355.
  2. Pink, R.C., Wicks, K., Caley, D.P., Punch, E.K., Jacobs, L., & Carter, D.R.F (2011). Псевдогени: псевдофункционални или ключови регулатори в здравето и болестите?. РНК, 17(5), 792-798.
  3. Poliseno, L., Salmena, L., Zhang, J., Carver, B., Haveman, W.J., & Pandolfi, P.P. (2010). Кодираща независима функция на генната и псевдогенната тРНК регулира туморната биология. природа, 465(7301), 1033.
  4. Tutar Y. (2012). псевдогени. Сравнителна и функционална геномика, 2012, 424526.
  5. Zheng, D., & Gerstein, M. B. (2007). Двусмислената граница между гените и псевдогените: мъртвите се надигат или те се появяват?. Тенденции в генетиката, 23(5), 219-224.