Интересные темы:

Гаджеты

Немного интересного:

Куда попадают самые «влиятельные» мутации

31.01.2014 Наука и жизнь

Среди мутаций, ощутимо воздействующих на молекулярную судьбу клетки, видное место занимают те, от которых зависит эффективность и точность сплайсинга РНК.

Мутации – это трансформации в генетическом тексте, другими словами всевозможные замены, вставки и выпадения нуклеотидов в ДНК, как поодиночке, так и целыми группами.

Схема вырезания интрона из пре-мРНК. (Иллюстрация By BCSteve — Own work, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=30096313.) Рибосомы, синтезирующие протеиновые молекулы на ленте матричной РНК. В протеиновом синтезе участвуют лишь те мРНК, каковые прошли через сплайсинг и избавились от интронов. (Фото Dr. Donald FawcettKiseleva / Visuals Unlimited / Corbis.)‹ ›

В далеком прошлом уже ясно, что мутации смогут быть различными: какие-то по большому счету не оказывают эффект на судьбу организма, какие-то, напротив, сходу меняют всю судьбу клетки. Мы знаем, что ДНК по содержанию неоднородна: в ней имеется участки, в которых зашифрована аминокислотная последовательность белков, имеется участки, в которых зашифрованы регуляторные молекулы РНК, имеется фрагменты, каковые сами по себе не несут данные ни о белках, ни о регуляторных РНК, но воздействуют на активность вторых генов.Куда попадают самые «влиятельные» мутации

Раньше считалось, что самые «влиятельные» мутации попадают как раз в белок-кодирующие участки ДНК. (Не смотря на то, что стоит подметить, что и в таких фрагментов имеется собственные особенности – какие-то нуклеотиды в них особенно серьёзны для верного синтеза белка, какие-то нет.) С этим никто не спорит – само собой разумеется, в случае если в клетке вместо обычного белка покажется мутантный, не талантливый делать ту работу, которая от него требуется, то клетке будет необходимо не хорошо.

Но с развитием разработок, разрешающих всё более совершенно верно просматривать последовательность ДНК, и с развитием способов анализа, разрешающих сравнивать по определённым методам огромные массивы генетической информации, медикам и биологам стало неспешно ясно, что большинство мутаций, которые связаны с какими-то заболеваниями, физиологическими изюминками либо отклонениями, находится именно в регуляторных территориях, каковые сами белков не кодируют.

 Исходя из этого необходимо поскорее разобраться, как именно это происходит, другими словами как те либо иные трансформации в регуляторных фрагментах ДНК сказываются на молекулярных процессах, происходящие с генетической информацией.

Как узнали исследователи из Стэнфордского Чикагского университета и университета, львиная часть медицински ответственных мутаций приходится на те последовательности, от которых зависит правильность сплайсинга РНК.

Как мы знаем, для синтеза протеиновой молекулы данные с ДНК необходимо скопировать на информационный посредник – матричную РНК. Но, в отличие от бактерий и архей, у всех эукариот (которым относится и человек) в матричной РНК, не считая «содержательных» кусков, в которых вправду имеется информация для синтеза конкретного белка, имеется ещё и «малосодержательные» куски, каковые для синтеза белка не необходимы.

 «Содержательные» последовательности именуют экзонами, «малосодержательные» – интронами. В том виде, в каком матричная РНК появляется на свет, с чередующимися интронами и экзонами, она для сборки протеиновой молекулы не годится. Исходя из этого между транскрипцией (другими словами синтезом РНК-копии на ДНК-шаблоне) и трансляцией (другими словами синтезом аминокислотной последовательности на матричной РНК) в эукариотических клетках втиснут сплайсинг – в то время, когда из РНК вырезаются все интроны.

Сплайсингом занимаются особые белки, и самого сплайсинга имеется пара видов, но в целом целый процесс сводится к тому, дабы в «необработанной» молекуле матричной РНК (её именуют пре-мРНК) отыскать экзон-интронные границы, разрезать молекулу по ним, интрон выкинуть, а оставшиеся финиши экзонов срастить.

Границы между интронами и экзонами – это характерные последовательности нуклеотидов, и белки, занимающиеся сплайсингом, определяют их достаточно совершенно верно. Легко возможно представить, к чему приведёт мутация, попавшая пограничную территорию: в обработанной, сплайсированной РНК может показаться преждевременный стоп-сигнал, и белок просто не будет синтезирован до конца, либо же часть молекулы окажется тщетным комплектом аминокислот, и целый белок превратиться в мусор.

Считается, что около 15 процентов всех отечественных заболеваний появляется именно из-за мутационных неполадок в сплайсинге.

В течение нескольких лет Джонатан Причард (Jonathan K. Pritchard) и его коллеги посредством разнообразных статистических способов подбирали к мутациям в людской ДНК вероятные молекулярные последствия. Исследователей прежде всего интересовало, как те либо иные трансформации в нуклеотидной последовательности сказываются на молекулярных показателях – другими словами в то время, когда из-за них изменяется уровень белка в целом, в то время, когда изменяется интенсивность транскрипции и т. д. (Рассматривались лишь те нуклеотидные трансформации, каковые не меняют последовательность белков, так что, к примеру, мутации в ферментах, осуществляющих транскрипцию либо сплайсинг, в изучении, так сообщить, «не принимали участие».) Всё это необходимо было сопоставить с положением конкретных мутаций в цепочке ДНК.

В статье в Science авторы пишут, что самыми «сильнодействующими» мутациями были те, каковые оказывали влияние на главные молекулярные механизмы, в следствии которых изменялась активность генов в целом. Но не меньше «влиятельными» были нуклеотидные варианты в тех участках ДНК, каковые несли ответственность за эффективность и точность сплайсинга. Их набралось около 3 тысяч, и они были связаны с целым рядом заболеваний – к примеру, в особенности богат на сплайсинговые мутации был рассеянный склероз.

То, что неполадки в сплайсинге смогут быть чреваты важными проблемами, думается в полной мере очевидным, но до сих пор никто не имел возможности оценить статистическую связь между соответствующими нуклеотидными вариациями и наглядными молекулярно-клеточными и физиологическими трансформациями.

У каждого из нас в ДНК имеется масса отличий, кое-какие из них остаются без последствий, а кое-какие – совсем напротив, и, по-видимому, в скором времени эксперты в области медицинской генетики начнут уже целенаправленно изучать свойства нуклеотидных замен, вставок, делеций, имеющих отношение как раз к сплайсингу.

Сами авторы изучения говорят, что многие из таких мутаций никак не оказывали влияние на молекулярное состояние клетки, и в будущем нам ещё предстоит определить, от чего зависит «влиятельность» спласинговой мутации, и какие конкретно механизмы разрешают клетке защититься от аналогичных проблем.

Создатель: Кирилл Стасевич

Источник: nkj.ru

Случайные записи:

ТОП 10 ВРОЖДЕННЫХ МУТАЦИЙ МИРА.САМЫЕ СТРАШНЫЕ МУТАЦИИ В МИРЕ


Похожие статьи, которые вам понравятся:

Tags:  , ,