Ehilà! Come fornitore di giunzioni, mi viene spesso chiesto la differenza tra giunzione nei batteri ed eucarioti. È un argomento super interessante, e oggi lo suddividerò per te.
Prima di tutto, capiamo cos'è lo splicing. La giunzione è fondamentalmente il processo di rimozione di introni (regioni non codificanti) dall'RNA pre -messaggero (pre -mRNA) e unirsi agli esoni (regioni di codifica) insieme per formare mRNA maturo. Questo è cruciale per l'espressione genica perché solo l'mRNA maturo può essere tradotto in proteine.
Giunzione nei batteri
I batteri sono procarioti e hanno una struttura genetica relativamente semplice rispetto agli eucarioti. Nei batteri, la giunzione è un evento raro. Perché? Bene, la maggior parte dei geni batterici sono continui, il che significa che non hanno introni. La sequenza del DNA corrisponde direttamente alla sequenza di aminoacidi della proteina che codifica. Quindi, non c'è bisogno di un meccanismo di giunzione complesso.
Tuttavia, ci sono alcune eccezioni. Alcuni batteri hanno introni, principalmente nei geni di tRNA e rRNA. Questi introni sono auto -giunzioni, il che significa che possono rimuoversi dalla molecola di RNA senza l'aiuto di proteine aggiuntive. Gli introni di auto -splicing sono divisi in due tipi principali: introni del gruppo I e del gruppo II.
Gli introni del gruppo I hanno una struttura secondaria caratteristica che consente loro di piegarsi in una conformazione cataliticamente attiva. Usano un cofattore di guanosina per iniziare la reazione di giunzione. Il gruppo 3 ' - idrossile del guanosina attacca il sito di giunzione 5', scintilando l'RNA a quel punto. Quindi, il gruppo 3 ' - idrossile gratuito dell'esone a monte attacca il sito di giunzione 3', unendosi agli esoni e rilasciando l'introne.
Anche gli introni del gruppo II sono autonomi ma hanno un meccanismo diverso. Formano una struttura lariat durante la giunzione. Il gruppo 2 ' - idrossile di un residuo di adenosina all'interno del introne attacca il sito di giunzione 5', creando un intermedio Lariat ramificato. Quindi, il gruppo 3 ' - idrossile dell'esone a monte attacca il sito di giunzione 3', rilasciando Lariat Intron e unendosi agli esoni.
La semplicità di giunzione nei batteri è in realtà un vantaggio in qualche modo. Poiché la maggior parte dei geni è continua, i processi di trascrizione e traduzione possono verificarsi contemporaneamente. Poiché l'mRNA viene sintetizzato dall'RNA polimerasi, i ribosomi possono iniziare a tradurlo immediatamente. Questo si chiama trascrizione accoppiata - traduzione e consente ai batteri di rispondere rapidamente ai cambiamenti ambientali.
Giunzione negli eucarioti
Gli eucarioti, d'altra parte, hanno un sistema di giunzione molto più complesso. I geni eucariotici sono spesso interrotti dagli introni e la maggior parte dei pre -mRNA deve essere giunti prima di poter essere tradotti. Il processo di giunzione negli eucarioti viene effettuato da un grande complesso di ribonucleoproteine chiamato spliceosoma.
Lo spliceosoma è costituito da cinque piccole ribonucleoproteine nucleari (SNRNP), di nome U1, U2, U4, U5 e U6, insieme a numerose altre proteine. Il processo di giunzione è altamente regolato e si verifica in una serie di passaggi ben definiti.
Innanzitutto, l'U1 SNRNP si lega al sito di giunzione 5 'del pre -mRNA e l'U2 SNRNP si lega alla sequenza dei punti di filiale all'interno dell'introne. Quindi, gli snrnp U4/U6 e U5 si uniscono al complesso, formando lo spliceosoma completo. L'U4 SNRNP viene quindi rilasciato, permettendo a U6 SNRNP di interagire con il sito di giunzione 5 'e U2 SNRNP. Questa interazione porta i siti di giunzione 5 'e 3' in stretta vicinanza.
Successivamente, si verifica la prima reazione di transesterificazione. Il gruppo 2 ' - idrossile di un residuo di adenosina nel punto di filiale attacca il sito di giunzione da 5', formando una struttura lariat. Quindi, si svolge la seconda reazione di transesterificazione, in cui il gruppo 3 ' - idrossilico dell'esone a monte attacca il sito di giunzione 3', rilasciando Lariat Intron e unendo gli esoni.
Una delle caratteristiche chiave dello splicing eucariotico è la giunzione alternativa. Lo splicing alternativo consente a un singolo gene di produrre diverse isoforme di mRNA diverse e, quindi, più proteine diverse. Ciò aumenta notevolmente la complessità proteomica degli eucarioti. Ad esempio, il genoma umano contiene circa 20.000 - 25.000 geni codificanti per proteine, ma può produrre centinaia di migliaia di proteine diverse attraverso una giunzione alternativa.
Un'altra differenza è che negli eucarioti, la trascrizione e la traduzione sono separati nello spazio e nel tempo. La trascrizione si verifica nel nucleo, dove il pre -mRNA è sintetizzato e giuntato. L'mRNA maturo viene quindi esportato nel citoplasma, dove avviene la traduzione. Questa separazione consente una regolazione più estesa dell'espressione genica.
Implicazioni per la biotecnologia e i nostri servizi di giunzione
Comprendere la differenza tra giunzione nei batteri ed eucarioti è cruciale per molte applicazioni biotecnologiche. Ad esempio, se stai lavorando all'espressione genica nei batteri, non devi preoccuparti troppo di problemi di giunzione perché la maggior parte dei geni è continua. Tuttavia, quando si lavora con i geni eucariotici, è necessario assicurarsi che il processo di giunzione sia correttamente regolato.
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Riferimenti
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- Berg, JM, Type, JL, & Strier, L. (2002). Biochimici. Wh Freeman.
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