Splicing (genética): em que consiste, tipos
O splicing , ou splicing de RNA, é um fenômeno que ocorre em organismos eucarióticos após a transcrição de DNA para RNA e envolve a remoção dos introns de um gene, preservando os exons. Considera-se fundamental na expressão gênica.
Ocorre através de eventos de eliminação da ligação fosfodiéster entre os exões e os intrões e a ligação subsequente da ligação entre os exões. Splicing ocorre em todos os tipos de RNA, no entanto, é mais relevante na molécula de RNA mensageiro. Também pode ocorrer em moléculas de DNA e proteínas.
Eles podem sofrer um arranjo ou qualquer tipo de mudança ao montar os exons. Esse evento é conhecido como splicing alternativo e tem importantes conseqüências biológicas.
Em que consiste?
Um gene é uma sequência de DNA com a informação necessária para expressar um fenótipo. O conceito de gene não é estritamente restrito a seqüências de DNA que são expressas como proteínas.
O "dogma" central da biologia envolve o processo de transcrever o DNA para um RNA mensageiro intermediário da molécula. Por sua vez, isso se traduz em proteínas com a ajuda de ribossomos.
No entanto, em organismos eucarióticos, essas longas seqüências de genes são interrompidas por um tipo de sequência que não é necessária para o gene em questão: os introns. Para que o RNA mensageiro seja traduzido efetivamente, esses introns devem ser eliminados.
O splicing de RNA é um mecanismo que envolve várias reações químicas usadas para remover elementos que estão interrompendo a seqüência de um determinado gene. Os elementos que são conservados são chamados de exons.
Onde isso acontece?
O Spiceosome é um enorme complexo proteico que é responsável por catalisar os passos da emenda. Consiste em cinco tipos de RNA nuclear pequeno chamados U1, U2, U4, U5 e U6, além de uma série de proteínas.
Especula-se que o spliceosome participa no dobramento do pré-mRNA para alinhá-lo corretamente com as duas regiões onde o processo de splicing ocorrerá.
Este complexo é capaz de reconhecer a seqüência de consenso que a maioria dos introns possui perto de seus extremos 5 'e 3'. Deve-se notar que genes foram encontrados em Metazoários que não possuem essas seqüências e usam outro grupo de pequenos RNAs nucleares para seu reconhecimento.
Tipos
Na literatura, o termo splicing é geralmente aplicado ao processo que envolve o RNA mensageiro. No entanto, existem diferentes processos de emenda que ocorrem em outras biomoléculas importantes.
As proteínas também podem sofrer splicing, neste caso é uma sequência de aminoácidos que é removida da molécula.
O fragmento removido é chamado "intein". Este processo ocorre naturalmente nos organismos. A biologia molecular conseguiu criar várias técnicas usando este princípio que envolve a manipulação de proteínas.
Da mesma forma, o splicing também ocorre no nível do DNA. Assim, duas moléculas de DNA que foram previamente separadas com capacidade de ligação por meio de ligações covalentes.
Tipos de splicing de RNA
Por outro lado, dependendo do tipo de RNA, existem diferenças nas estratégias químicas em que o gene pode se livrar dos introns. Particularmente, o splicing do pré-mRNA é um processo complicado, pois envolve uma série de etapas catalisadas pelo spliceosome. Quimicamente, o processo ocorre por reações de transesterificação.
Em leveduras, por exemplo, o processo começa com a quebra da região 5 'no local de reconhecimento, o "loop" intrão-exão é formado por uma ligação 2'-5'-fosfodiéster. O processo continua com a formação de uma lacuna na região 3 'e finalmente ocorre a união dos dois exons.
Alguns dos introns que interrompem os genes nucleares e mitocondriais podem realizar o splicing sem a necessidade de enzimas ou energia, mas por meio de reações de transesterificação. Este fenômeno foi observado no organismo Tetrahymena thermophila .
Em contraste, a maioria dos genes nucleares pertence ao grupo de introns que precisam de maquinaria que catalisa o processo de eliminação.
Splicing alternativo
Em humanos, tem sido relatado que existem cerca de 90.000 proteínas diferentes e, anteriormente, pensava-se que deveria haver um número idêntico de genes.
Com a chegada de novas tecnologias e o projeto do genoma humano, concluiu-se que só temos cerca de 25.000 genes. Então, como é possível que tenhamos tantas proteínas?
Os exões não podem ser montados na mesma ordem em que foram transcritos para o RNA, mas são organizados estabelecendo novas combinações. Esse fenômeno é conhecido como splicing alternativo. Por essa razão, um único gene transcrito pode produzir mais de um tipo de proteína.
Essa incongruência entre o número de proteínas e o número de genes foi elucidada em 1978 pelo pesquisador Gilbert, deixando para trás o conceito tradicional de que "para um gene existe uma proteína".
Funções
Para Kelemen e colaboradores (2013) "uma das funções deste evento é aumentar a diversidade de RNA mensageiro, além de regular as relações entre proteínas, entre proteínas e ácidos nucléicos e entre proteínas e membranas".
Segundo esses autores, "splicing alternativo é responsável por regular a localização de proteínas, suas propriedades enzimáticas e sua interação com ligantes". Também tem sido relacionado aos processos de diferenciação celular e ao desenvolvimento de organismos.
À luz da evolução, parece ser um mecanismo importante para a mudança, uma vez que se constatou que uma alta proporção de organismos eucarióticos superiores sofre de eventos elevados de splicing alternativo. Além de desempenhar um papel importante na diferenciação de espécies e na evolução do genoma.
Splicing alternativo e câncer
Há evidências de que qualquer erro nesses processos pode levar a um funcionamento anormal da célula, produzindo sérias conseqüências para o indivíduo. Dentro dessas patologias potenciais, o câncer se destaca.
É por isso que o splicing alternativo foi proposto como um novo marcador biológico para essas condições anormais nas células. Da mesma forma, se você puder entender completamente a base do mecanismo pelo qual a doença ocorre, você pode propor soluções para eles.
