Splicing përfaqëson një proces thelbësor gjatë transkriptimit në bërthamën e eukariotëve, në të cilën ARNi i pjekur del nga ARN-ja para. Në këtë proces, intronët që janë akoma të pranishëm në ARN-të para pas transkriptimit hiqen, dhe eksonet e mbetura kombinohen për të formuar ARNi përfundimtar.
Çfarë është lidhja?
Hapi i parë në gjen shprehja quhet transkriptim. Në këtë proces, ARN sintetizohet, duke përdorur ADN-në si modelin e saj. Dogma qendrore e biologjisë molekulare është se rrjedha e informacionit gjenetik është nga bartësi i informacionit ADN në ARN në proteinë. Hapi i parë në gjen shprehja është transkriptim. Në këtë proces, ARN sintetizohet, duke përdorur ADN-në si një model. ADN-ja është bartëse e informacionit gjenetik, i cili ruhet atje me ndihmën e një kodi të përbërë nga katër bazë adenina, timina, guanina dhe citozina. Gjatë transkriptimit, kompleksi i proteinave të ARN-së polimerazë lexon sekuencën bazë të ADN-së dhe prodhon "ARN-e para-mesazherit" përkatëse (shkurt ARM-para). Në këtë proces, uracili futet gjithmonë në vend të timinës. Gjenet përbëhen nga eksone dhe introne. Ekzonet janë ato pjesë të materialit gjenetik që në të vërtetë kodifikojnë informacionin gjenetik. Nga ana tjetër, intronët përfaqësojnë seksione jo-koduese brenda a gjen. Gjenet e depozituara në ADN ndërthuren kështu me segmente të gjata që nuk korrespondojnë aminoacidet në proteinën e mëvonshme dhe nuk kontribuojnë në përkthim. Një gjen mund të ketë deri në 60 introne, me gjatësi midis 35 dhe 100,000 nukleotideve. Mesatarisht, këto introne janë dhjetë herë më të gjata se eksonet. ARN-ja para-formuar në hapin e parë të transkriptimit, gjithashtu shpesh e referuar si ARNi e papjekur, ende përmban të dy eksone dhe introne. Këtu fillon procesi i bashkimit. Intronet duhet të largohen nga ARN-ja para dhe eksonet e mbetura duhet të lidhen së bashku. Vetëm atëherë mARN-ja e pjekur mund të largohet nga bërthama dhe të fillojë përkthimin. Splicing kryhet kryesisht me ndihmën e spliceosome. Kjo është e përbërë nga pesë snRNP (grimca të vogla ribonukleoproteine bërthamore). Secila prej këtyre snRNP-ve përbëhet nga një snRNA dhe proteinat. Disa të tjera proteinat që nuk janë pjesë e snRNP-ve janë gjithashtu pjesë e spliceozomës. Spliciceozomet ndahen në spliceozome madhore dhe të vogla. Spliceozoma kryesore përpunon më shumë se 95% të të gjithë introneve njerëzore, dhe spliceozoma e vogël kryesisht merret me intronet ATAC. Për shpjegimin e bashkimit, Richard John Roberts dhe Phillip A. Sharp u dha Çmimi Nobel në Mjekësi në 1993. Për hulumtimin e tyre mbi bashkimin alternativ dhe veprimin katalitik të ARN-së, Thomas R. Cech dhe Sidney Altman morën Çmimin Nobel në Kimi në 1989 .
Funksioni dhe detyra
Në procesin e splicing, spliceosome formohet përsëri çdo herë nga pjesët e tij individuale. Tek gjitarët, snRNP U1 së pari ngjitet në vendin 5′ të bashkimit dhe fillon formimin e pjesës tjetër të spliciceozomës. SnRNP U2 lidhet me vendin e degëzimit të intronit. Pas kësaj, tri-snRNP gjithashtu lidhet. Spliciceozoma katalizon reagimin e bashkimit nga dy transesterifikime të njëpasnjëshme. Në pjesën e parë të reagimit, një oksigjen atom nga grupi 2′-OH i an adenozina nga "sekuenca e pikës së degës" (BPS) sulmet a fosfor atomi i një lidhje fosfodiesteri në vendin 5′-bashkues. Kjo çliron 5′-ekzonin dhe introni qarkullon. oksigjen atomi i grupit tani të lirë 3′-OH të 5′-ekzonit lidhet tani me vendin e bashkimit 3′, duke lidhur dy ekzone dhe duke liruar intronin. Në këtë mënyrë, introni futet në një konformim në formën schligen, i quajtur lariat, i cili më pas degradohet. Në të kundërt, spliceozomat nuk luajnë asnjë rol në bashkimin autokatalitik (vetë-bashkimi). Këtu, intronët përjashtohen nga përkthimi nga vetë struktura dytësore e ARN-së. Lidhja enzimatike e ARN-së (ARN transferuese) ndodh në eukariotët dhe arkeat, por jo në bakteret. Procesi i bashkimit duhet të ndodhë me saktësi ekstreme saktësisht në kufirin ekzon-intron, pasi një devijim nga vetëm një nukleotid i vetëm do të shpie te kodimi i pasaktë i aminoacidet dhe kështu për formimin e krejtësisht të ndryshme proteinat. Lidhja e një ARN-je paraprake mund të ndryshojë për shkak të ndikimeve mjedisore ose llojit të indeve. Kjo do të thotë që proteina të ndryshme mund të formohen nga e njëjta sekuencë e ADN-së dhe kështu e njëjta para-ARNi. Ky proces quhet bashkim alternativ. Një qelizë njerëzore përmban rreth 20,000 gjene, por është e aftë të formojë disa qindra mijë proteina për shkak të bashkimit alternativ. Rreth 30% e të gjitha gjeneve njerëzore shfaqin splicing alternative. Splicing ka luajtur një rol të madh në rrjedhën e evolucionit. Ekzonët shpesh kodifikojnë fusha të vetme të proteinave, të cilat mund të kombinohen në mënyra të ndryshme. Kjo do të thotë që një larmi e madhe e proteinave me funksione krejtësisht të ndryshme mund të gjenerohen nga vetëm disa ekzone. Ky proces quhet ndryshim i ekzonit.
Sëmundjet dhe çrregullimet
Disa sëmundje të trashëguara mund të lindin në bashkëpunim të ngushtë me bashkimin. Mutacionet në intronet jo të kodifikimit normalisht nuk ndodhin shpie te defektet në formimin e proteinave. Sidoqoftë, nëse ndodh një mutacion në një pjesë të një introni që është i rëndësishëm për rregullimin e lidhjes, kjo mund të ndodhë shpie te lidhja defektive e ARN-së para. ARNi i pjekur rezulton më pas kodifikon proteina të dëmtuara ose, në rastin më të keq, të dëmshme. Ky është rasti, për shembull, në disa lloje të beta-talasemia, një i trashëgueshëm anemi. Përfaqësues të tjerë të sëmundjeve që shfaqen në këtë mënyrë përfshijnë Sindromi Ehlers-Danlos (EDS) tipi II dhe atrofia muskulore kurrizore.
