RNA-splitsing is een post-transcriptiemodificatie waardoor een voorloper-boodschapper-RNA (pre-mRNA) verandert in een volwassen functioneel RNA. Hier gaan we alle RNA-splitsingsfuncties in een cel bespreken.
RNA-splitsing is een van de belangrijkste gebeurtenissen na het transcriptieproces, het verhoogt de productiviteit van RNA-moleculen. Onder verschillende RNA-splitsingsfuncties worden hieronder enkele sleutelfuncties genoemd.
Pre-mRNA of hnRNA converteren naar volwassen RNA
Het RNA-splitsingsmechanisme snijdt de niet-coderende sequenties of introns uit tussen de coderende sequenties of exons in het precursor-boodschapper-RNA of pre-mRNA. Deze verwijdering verbetert de efficiëntie en productiviteit van dat molecuul wanneer het wordt vertaald. Op deze manier functioneert de RNA-splitsing en zet pre-mRNA of hn-RNA om in een volwassen RNA.
Verschillende exon-combinaties vormen
Bij een alternatief splitsingsmechanisme worden eerst de niet-coderende sequenties of introns tussen de exons verwijderd. Daarna combineert het splicing-mechanisme verschillende exon-eenheden met elkaar, waardoor er verschillende combinaties van ontstaan.
Meerdere mRNA's synthetiseren uit één transcript
Een van de cruciale RNA-splitsingsfuncties is het maken van meerdere mRNA's uit een enkel transcript. Specifiek bij alternatieve splitsingsmechanismen worden de introns tussen de exons verwijderd en binden de exons met elkaar in verschillende combinaties (isovormen). Die genereert verschillende functionele eiwitten. Dat is hoe een enkel transcript meerdere mRNA-isovormen kan genereren.
Nieuwe exons invoegen in introns
Tijdens het RNA-splitsingsproces kunnen ook nieuwe exons in de vorige introns worden ingevoegd om de gensequentie meer modulair te maken. Het verhoogt de eiwitdiversiteit door nieuwe combinaties van gensequenties te creëren.
Toenemende eiwitdiversiteit
Door een splitsingsmechanisme kan een enkel transcript coderen voor meerdere functionele eiwitten, zonder de oorspronkelijke transcriptstructuur te verstoren. Hoe meer splicing optreedt, hoe meer eiwitten kunnen worden getranslateerd uit een enkel voorloper-mRNA. Diversiteit in gensequenties of diversiteit in functionele eiwitten leidt uiteindelijk de weg naar evolutie.
Assisteren van het evolutieproces
De RNA-splitsingsfunctie heeft ook enige evolutionaire betekenis. zoals wij weet dat splicing van prokaryotische cellen zeer zeldzaam is en bij eukaryote cellen kunnen we de RNA-splitsing zien die de eiwitdiversiteit van een cel verhoogt. Zo helpt het splitsingsproces een cel of organisme om te evolueren volgens de omstandigheden, door verschillende functionele eiwitten te vormen.
Reguleren van genexpressies en cellulaire eiwitelementen
Splicing kan ook de genexpressie van cellen reguleren. Bij alternatieve splicing bepaalt het mechanisme isovormen van de gensequentie door exoncombinaties van één transcript te creëren. Op deze manier controleert het alle mRNA-sequenties die in eiwitten moeten worden vertaald. Zo controleert en reguleert splicing alle eiwitsubstanties van de cel.
Betrekt bij eiwitbinding
Alternatieve splicing beïnvloedt ook eiwitbindingsmechanismen. Na translatie is het betrokken bij het eiwit-eiwitbindingsproces, het nucleïnezuur- en eiwitbindingsproces, ook het eiwit- en membraanbindingsproces.
Regulering van eiwitelementen
RNA-splitsing of we kunnen zeggen alternatieve splitsing reguleert verschillende acties van eiwitten na translatie. Het bepaalt de lokalisatie van eiwitelementen en ook de eigenschappen van eiwitten. Alternatieve splicing beïnvloedt eiwitinteracties met hun liganden.
Overig
RNA-splitsing heeft ook invloed op cellulaire activiteiten en eigenschappen zoals celproliferatie en celoverleving.
RNA-splitsing vindt meestal plaats in eukaryotische cellen. Bij prokaryoten is het zeer zeldzaam. Na het transcriptieproces ondergaat voorloper mRNA of pre-mRNA post-transcriptiemodificatie. Na voltooiing van het splitsingsmechanisme reist het rijpe mRNA het cytoplasma in.
RNA-splitsingsfunctie van Wikimedia Commons
Lees verder voor meer informatie RNA-splitsingsstappen: gedetailleerde analyse en feiten
microRNA-splitsingsfunctie
microRNA's of miRNA's zijn kleine (lengte ongeveer 22 nucleotiden) enkelstrengs RNA-moleculen die niet coderen voor eiwitmoleculen. Het speelt een belangrijke rol in het proces van splitsing en genexpressie.
microRNA of miRNA reguleert de transcriptie en activeert de translatie in aanwezigheid van enkele speciale omstandigheden. Het controleert ook genexpressies. Het controleert ook de deadenylerings- en methyleringsprocessen.
De miRNA's zijn getranscribeerd van de DNA-sequentie. Het ondergaat een splitsingsmechanisme en verandert in volwassen miRNA. Het maakt basenparen met mRNA-sequenties om te functioneren.
miRNA-functie van Wikimedia Commons
snRNP's werken bij rna-splitsing
SnRNP's staat voor kleine nucleaire ribonucleoproteïnen, spliceosomen.
De belangrijkste functie van snRNP's bij RNA-splitsing is het verwijderen van introns tussen de exons. Samen met andere spliceosomale eenheden volgen snRNP's een transveresteringsproces in twee stappen. Bij de eerste stap valt de 3'-hydroxyl van een adenosine de 5'-splitsingsplaats aan en bij de tweede stap valt de 3'-hydroxyl van het producerende 5'-exon de 3'-splitsingsplaats aan, waardoor een intron tussen de exons wordt verwijderd. Op deze manier functioneert snRNP en produceert het een volwassen RNA van de voorloper.
Hoe werkt RNA-splitsing?
De RNA-splitsing werkt door enkele specifieke stappen te volgen, laten we ze eens nader bekijken.
- De RNA-splitsing wordt meestal gereguleerd door een eiwitcomplex dat spliceosoom wordt genoemd. In het geval van het zelfsplitsingsmechanisme reguleren ribozymen het splitsingsproces.
- Eerst bindt het spliceosoom met het voorloper-RNA op de splitsingsplaatsen en voert het zijn tweestaps-transesterificatieproces uit.
- In dit proces veroorzaakt de 2′-hydroxyl van een adenosine een nucleofiele aanval in de 5'-splitsingsplaats, waardoor een lus ontstaat.
- In de tweede stap valt de 3'-hydroxyl van het producerende 5'-exon de 3'-splitsingsplaatsen aan en veroorzaakt de verwijdering van het intron.
- Daarna hechtten de exonsegmenten zich aan elkaar en vormden het rijpe RNA.
De meeste splitsingsmechanismen volgen min of meer deze stappen tijdens splitsing. Bij alternatieve splicing is het mechanisme complexer dan bij andere. Het creëert verschillende combinaties of isovormen van een enkel transcript door introns te verwijderen, exons in te voegen en nog veel meer. Bij zelfsplitsing zijn de introns in staat hun excisie en daaropvolgende ligatie te bemiddelen.
RNA-splitsingsfunctie via spliceosoom van Wikimedia Commons
Als geheel kunnen we zeggen dat RNA-splitsing een zeer significante post-transcriptie-modificatie is. Hier bespreken we enkele meest voorkomende RNA-splitsingsfuncties. We vermelden ook hoe de RNA-splitsing functies met betrekking tot elke stap ervan. Ik hoop dat dit artikel over de RNA-splitsingsfunctie nuttig voor u zal zijn.
Voor meer informatie over RNA, zie ons artikel over: Is RNA antiparallel: wat, waarom, gedetailleerde feiten?
Lees ook:
- Is mitochondriën de krachtcentrale van de cel?
- Waaruit zijn chromosomen opgebouwd
- Schaaldieren voorbeelden
- Heterotrofen voorbeelden
- Enzymen en luchtwegen
- Hebben alle cellen cytoplasma?
- Stikstofbindende bacteriën voorbeelden
- Zaadplant voorbeeld
- Elektronentransportketen in mitochondriën
- Is protease een enzym?
Hallo, ik ben Piyali Das en ik volg mijn postdoctorale studie zoölogie aan de Universiteit van Calcutta. Ik ben erg gepassioneerd door het schrijven van academische artikelen. Mijn doel is om complexe dingen op een eenvoudige manier uit te leggen door middel van mijn geschriften voor de lezers.