Cinco Tipos de Mecanismo de Splicing de Gene
O splicing alternativo é um componente integral da biodiversidade. Várias espécies usam esses mecanismos para realizar funções regulatórias. A principal vantagem do splicing é que múltiplas proteínas podem ser formadas a partir de um único gene através do splicing de introns e exons. No entanto, esses mecanismos também podem causar várias doenças se não forem regulamentados. Os mecanismos mais comuns são saltos de exon, exons mutuamente exclusivos, sítios aceitadores alternativos, locais de doadores alternativos e retenção de introns.
Entendimento Básico de Splicing Alternativo
Não é exagero dizer que sem alternativa splicing, a biodiversidade não seria possível. O splicing alternativo pode produzir múltiplas proteínas de um único gene. Essa flexibilidade permite que o mesmo gene contribua para diferentes características. Isso é possível devido aos exons, que são trechos de nucleotídeos que permanecem no produto de RNA e introns, que são removidos por meio de splicing de RNA. Existem muitos modos de splicing alternativo que contribuem para a biodiversidade em eucariotos. Ativadores, como o códon de inicialização AUG, no site de emenda promovem splicing. Esses mecanismos variam em cada situação e são pensados ​​para regular as funções celulares com base em condições particulares. No entanto, splicing inadequado também pode contribuir para várias doenças, incluindo câncer.
Este mecanismo também é conhecido como exão cassete, onde um exon é spliced ​​fora do gene durante a transcrição. Um exemplo seria o gene dsx em D. melanogaster (mosca da fruta). Os machos têm exões 1, 2, 3, 5 e 6, enquanto as fêmeas têm 1, 2, 3 e 4. Um sinal de poliadenilação no exão 4 faz com que a transcrição pare nesse ponto. O exon 4 é adicionado às fêmeas por causa de um dos ativadores presentes apenas nas fêmeas e não nos machos.
Exões mutuamente exclusivos
No caso de exons mutuamente exclusivos, apenas um dos dois exons consecutivos é retido durante a transcrição. Um exemplo é a regulação dos éxons 8a e 8 nos canais de cálcio CaV1.2. Na síndrome de Timothy, as formas alternativas desses dois exons podem levar a diferentes sintomas da doença, o que causa a ruptura da homeostase do cálcio necessária para a contração muscular. No entanto, ambos os exons não podem existir em pacientes; apenas um deles é transcrito, embora ambos estejam presentes no gene.
Alternativa 3 'Sítios Aceitantes -
A junção de emenda na extremidade 3' é usada, alterando o limite 5 'do exon a jusante. Um exemplo é a proteína ativadora de Transformer (Tra) presente em fêmeas de D. melanogaster (mosca da fruta). O gene original de Tra contém dois sítios receptores onde o gene pode se dividir durante a transcrição. Os machos usam o local do aceitador a montante, que inclui um códon de parada antecipada. Isso forma uma proteína não funcional. As fêmeas usam o local aceptor a jusante, o que faz com que o códon de parada seja excisado como parte do intrão, formando uma proteína Tra funcional.
Alternativa 5 'Sítios doadores
A junção de emenda no 5 'é usado, alterando o limite de 3' do exon upstream. Embora os sítios de aceitadores alternativos levem a pequenas variações nas sequências de proteínas, os locais doadores alternativos podem levar a diferenças drásticas na sequência e estrutura da proteína, porque podem causar mudanças de estrutura. Um exemplo seria o splicing alternativo do sítio doador do gene BTNL2. A utilização do local a montante, em vez do local a jusante, conduz a uma proteína abreviada sem o domínio IgC do terminal C ou a hélice transmembranar. Isso resulta em predisposição à doença inflamatória crônica.
Retenção intrônica
Semelhante ao salto do exon, o exon é retido no mRNA, mas ao contrário do salto do exon, o exon não é flanqueado pelos introns. Se existirem intrões, eles são frequentemente codificados nas regiões codificadoras entre os aminoácidos dos exões próximos, o codão de terminação, ou um desvio na grelha de leitura, fazendo com que a proteína se torne não funcional. Este é o mecanismo menos comum de splicing alternativo.