Κεφάλαιο 28.pdf

© ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΑΚΕΣ ΕΚΔΟΣΕΙΣ ΚΡΗΤΗΣ ΣΥΜΠΛΗΡΩΜΑΤΙΚΟ ΥΛΙΚΟ ΓΙΑ ΤΟ ΧΗΜΙΚΟ ΤΜΗΜΑ ΤΟΥ ΠΑΝ/ΜΙΟΥ ΑΘΗΝΩΝ900ΚΕΦΑΛΑΙΟ 28 · Σύνθεση και μάτισμα RNAσημειωμένη.EIKONA 28.27 Θέσεις ματίσματος.Φαίνονται οι ομόφωνες αλληλουχίεςγια τις θέσεις ματίσματος 5΄ και 3΄.Το Py συμβολίζει την πυριμιδίνη.AÓÔ‰ÈÎfiÂÍfiÓÈÔı¤ÛË Ì·Ù›ÛÌ·ÙÔ˜ 5'AG GUAAGUı¤ÛˉȷÎÏ¿‰ˆÛ˘K·ıÔ‰ÈÎfiÂÍfiÓÈÔΥπάρχει κάποια ειδική αλληλουχία που δηλώνει τη θέση ματίσματος;Οι αλληλουχίες βάσεων των χιλιάδων συνδέσμων ιντρονίων-εξονίωνστα μεταγραφήματα RNA είναι γνωστές. Στα ευκαρυωτικά, από τους ζυμομύκητεςέως τα θηλαστικά, οι αλληλουχίες αυτές έχουν ένα κοινό δομικό πρώτυπο:η αλληλουχία βάσεων ενός ιντρονίου αρχίζει με GU και τελειώνει με AG. Ηομόφωνη αλληλουχία στο 5΄-άκρο του ιντρονίου σε σπονδυλωτά είναιAGGUAAGU (Eικόνα 28.27). Στο 3΄-άκρο ενός ιντρονίου η ομόφωνη αλληλουχίαείναι ένα τμήμα 10 πυριμιδινών (U ή C), ακολουθούμενο από οποιαδήποτεβάση και μετά από μια C, η οποία τελειώνει με την αμετάβλητη αλληλουχίαAG. Τα ιντρόνια έχουν επίσης μια σημαντική εσωτερική θέση πουτοποθετείται μεταξύ 20 και 50 νουκλεοτιδίων ανοδικά της θέσης ματίσματος3΄. Το σημείο αυτό ονομάζεται θέση διακλάδωσης για λόγους που θα γίνουν προφανείςσε λίγο. Στους ζυμομύκητες, η θέση διακλάδωσης σχεδόν πάντοτε είναιUACUAAC, ενώ στα θηλαστικά απαντά μια ποικιλία αλληλουχιών.Τμήματα των ιντρονίων, διαφορετικά από τις θέσεις ματίσματος 5΄ και 3΄καθώς και τη θέση διακλάδωσης, είναι λιγότερο σημαντικά για τον καθορισμότου σημείου όπου θα γίνει το μάτισμα. Το μήκος των ιντρονίων ποικίλλειαπό 50 μέχρι 10.000 νουκλεοτίδια. Το μεγαλύτερο μέρος ενός ιντρονίουμπορεί να απαλειφθεί χωρίς να αλλάζει η θέση ή η αποτελεσματικότητα τουματίσματος. Παρομοίως, το μάτισμα δεν επηρεάζεται από την εισαγωγή μεγάλωντμημάτων DNA στα ιντρόνια γονιδίων. Επιπλέον, χιμαιρικά ιντρόνιαπου κατασκευάστηκαν με μεθόδους ανασυνδυασμένου DNA από το 5΄-άκροενός ιντρονίου και το 3΄-άκρο ενός τελείως διαφορετικού ιντρονίου ματίζονταικανονικά, εφόσον δεν έχουν αλλαχθεί οι θέσεις ματίσματος και διακλάδωσης.Αντίθετα, μεταλλάξεις σε οποιαδήποτε από αυτές τις τρεις κρίσιμεςπεριοχές οδηγούν σε έκτροπο μάτισμα.Παρά τις γνώσεις μας για τις αλληλουχίες των θέσεων ματίσματος, η πρόβλεψησχημάτων ματίσματος από πληροφορίες αλληλουχιών γονιδιωματικούDNA παραμένει μια πρόκληση. Σε αλληλουχίες DNA υπάρχουν και άλλεςπληροφορίες που συμβάλλουν στην επιλογή θέσεων ματίσματος, αλλά δεν είναικατανεμημένες με κάποια κανονικότητα όπως οι αλληλουχίες των ίδιωντων θέσεων ματίσματος.AIÓÙÚfiÓÈÔı¤ÛË Ì·Ù›ÛÌ·ÙÔ˜ 3'(Py) n N C A G GΤο έκτροπο μάτισμα προκαλεί μερικές μορφές θαλασσαιμίας, μιαςομάδας κληρονομικών αναιμιών που χαρακτηρίζονται από την ελαττωματικήσύνθεση της αιμοσφαιρίνης. Σε έναν ασθενή, μια μετάλλαξη G σεA 19 νουκλεοτίδια μακριά από την κανονική θέση ματίσματος 3΄ του πρώτουιντρονίου δημιούργησε μια νέα θέση ματίσματος (Eικόνα 28.28). Το mRNAπου προέκυψε περιείχε μια σειρά κωδικίων που δεν υπάρχουν στα φυσιολογικάάτομα. Το έκτο κωδίκιο μετά το μάτισμα είναι ένα σήμα τερματισμού τηςσύνθεσης πρωτεϊνών, και έτσι η έκτροπη πρωτεΐνη τελειώνει πρώιμα. Μεταλλάξειςπου επηρεάζουν τις θέσεις ματίσματος έχει υπολογιστεί ότι προκαλούν το15% των γενετικών νόσων.º˘ÛÈÔÏÔÁÈÎfi 3'-¿ÎÚÔÙÔ˘ ÈÓÙÚÔÓ›Ô˘º˘ÛÈÔÏÔÁÈÎfi5' CCTATTGGTCTATTTTCCACCCTTAGGCTGCTG3'‚-ı·Ï·ÛÛ·ÈÌ›· 5' CCTATTAGTCTATTTTCCACCCTTAGGCTGCTG3'EIKONA 28.28 Ελαττώματα ματίσματος. Μετάλλαξη μιας βάσης (G σε Α) σε ένα ιντρόνιο του γονιδίουτης β-σφαιρίνης οδηγεί σε θαλασσαιμία. Η μετάλλαξη αυτή δημιουργεί μια νέα θέση ματίσματος 3΄(μπλε) παρόμοια με εκείνη του φυσιολογικού ματίσματος (κίτρινο) αλλά μακρύτερα ανοδικά.