Genexpression bezieht sich auf einen Prozess, durch den die genetische Information eines Gens auf eine Aminosäuresequenz eines funktionellen Proteins übertragen wird. Der Fluss der genetischen Information von DNA zu RNA erfolgt durch Transkription. Die RNA wird dekodiert, um durch Translation die Aminosäuresequenz eines Polypeptids zu erzeugen. Bei Eukaryoten erfolgt die Regulation der Genexpression über viele Schritte zwischen Transkription und Translation. Im Allgemeinen sind eukaryotische Gene komplexer als prokaryotische Gene, da sie zusätzliche Sequenzen enthalten, die die kodierende Sequenz unterbrechen. Die kodierende Sequenz kann in Exons gefunden werden, während die unterbrechenden Sequenzen die Introns sind. Diese Introns werden während posttranskriptionaler Modifikationen in einem als RNA-Spleißen bekannten Prozess entfernt. Alternatives RNA-Spleißen ist an der Produktion verschiedener Proteine ​​über die Rekombination von Exons in unterschiedlichen Mustern beteiligt.

Abgedeckte Schlüsselbereiche

1. Was ist RNA-Spleißen? – Definition, Mechanismus des RNA-Spleißens 2. Wie beeinflusst alternatives RNA-Spleißen die Genexpression? – Die Produktion verschiedener funktioneller Proteine ​​beim alternativen Spleißen

Schlüsselbegriffe: Exons, Introns, multiple Proteine, RNA-Spleißen, posttranskriptionelle Modifikationen, Spleißosom A

Was ist RNA-Spleißen?

RNA-Spleißen bezieht sich auf das Anfangsstadium von posttranskriptionellen Modifikationen in der eukaryotischen Genexpression. Das anfängliche Transkript, das durch die Transkription eines Gens erzeugt wird, wird als Prä-mRNA bezeichnet. Es besteht sowohl aus Exons als auch aus Introns. Die Introns werden durch das Spleißen von Exons vor der Translation aus der Prä-mRNA entfernt. Das Spleißen von Exons wird durch einen Molekülkomplex katalysiert, der als. bekannt ist Spleißosom. Das Spleißosom umfasst eine 5' bis 3'-Spleißstelle und eine Verzweigungsstelle. Diese Untereinheiten interagieren mit den kleinen nuklearen Ribonuklearproteinen (snRNP) im Spleiß, um die Spleißosom A-Komplex, das für die Bestimmung der Schnittstellen der prä-mRNA verantwortlich ist. Sobald Introns aus der Prä-mRNA abgespalten sind, werden die Exons über Phosphodiesterbindungen miteinander verbunden. Der Spleißosom-A-Komplex ist in Abbildung 1 dargestellt.

Abbildung 1: Spleißosom-A-Komplex

Verschiedene mRNA-Kopien können aus derselben prä-mRNA hergestellt werden, indem das Kombinationsmuster der Exons während des RNA-Spleißens abgewechselt wird.

Wie beeinflusst alternatives RNA-Spleißen die Genexpression?

Alternatives Spleißen ist ein Verfahren des RNA-Spleißens, das die Produktion mehrerer Proteine ​​aus einem einzigen prä-mRNA-Molekül ermöglicht. Dies wird durch die Rekombination von Exons in verschiedenen Mustern erreicht. Die Produktion mehrerer Proteine ​​beim alternativen Spleißen ist in Abbildung 2 dargestellt.

Abbildung 2: Produktion mehrerer Proteine ​​beim alternativen Spleißen

Die Bestimmung der in ein Protein einzuschließenden Exons wird durch die regulatorische Proteine. Diese regulatorischen Proteine ​​sind die trans-wirkenden Proteine ​​wie Spleißaktivatoren und Spleißrepressoren. Die Spleißaktivatoren fördern die Aufnahme einiger Spleißstellen in die mRNA, während Spleißrepressoren die Aufnahme einer bestimmten Spleißstelle reduzieren. Heterogenes nukleäres Ribonukleoprotein (hnRNP) und Polypyrimidin-Trakt-Bindungsprotein (PTB) einige der Spleißrepressoren.

Abschluss

RNA-Spleißen ist der erste Schritt posttranskriptioneller Modifikationen, die die Entfernung von Introns aus prä-mRNA ermöglichen. Der Spleißosom-A-Komplex ist für die Spaltung des Introns und die Rekombination von Exons verantwortlich. Während des RNA-Spleißens können die Muster der Rekombination der Exons in einem als alternatives Spleißen bekannten Prozess verändert werden. Das alternative Spleißen von Exons ermöglicht die Produktion unterschiedlicher Aminosäuresequenzen unterschiedlicher funktioneller Proteine.

Referenz:

1. "Eukaryotische Genregulation". Lumen; Grenzenlose Biologie, hier erhältlich.

Bild mit freundlicher Genehmigung:

1. „Ein Komplex“ von Agathman – Eigene Arbeit (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia 2. „DNA alternatives Spleißen“ vom National Human Genome Research Institute – (Public Domain) über Commons Wikimedia