SÖZDE GENLER: IŞLEVLER VE TÜRLER - BIYOLOJI - 2025

Sözde genlerin hayvan ve bitkilerden bakterilere canlı organizmaların genomlarının her yerde bulunan ve oldukça zengin sekanslar vardır. Tarihsel olarak fosil ya da basitçe "hurda DNA" olarak kabul edildiler.

Bununla birlikte, günümüzde sözde genlerin düzenleyici işlevlere sahip olduğu ve hatta bazılarının işlevsel RNA'ya kopyalanabildiği bilinmektedir. Düzenlemedeki rolü, küçük RNA'ların susturulması veya oluşturulması yoluyla veya belirli bir proteini kodlayan haberci RNA'daki değişiklikler yoluyla gerçekleştirilebilir.

Kaynak: İngilizce Wikipedia'da Rcrzarg

İnsan genomu üzerinde yapılan çalışmalarda, proteinleri kodlayan dizilerle karşılaştırılabilir bir sayı olan yaklaşık 20.000 sahte gen olduğu tahmin edilmektedir.

Bazı yazarlar, bir gen ile bir sözde gen arasında bir sınır oluşturmanın zor olduğunu düşünür, çünkü bazı durumlarda genlerin işlevsel olmayışı net değildir. Sözde genlerle ilgili mevcut bilgi sığdır ve konuyla ilgili hala birçok soru vardır.

Sözde genler nelerdir?

Sözde genler, çeşitli nedenlerden dolayı eksik veya "hasarlı" dizilere sahip belirli genlerin kopyalarıdır.

Bu hasarlar, okuma çerçevelerindeki veya erken durdurma kodonlarındaki değişiklikler nedeniyle oluşur. Ancak bunlar yapısal olarak onları oluşturan genin çeşitli yönlerini anımsatmaktadır.

Sözde genler, genomun herhangi bir yerinde bulunabilir. Yeniden dönüşüm süreçleri onların paralog genlerine bitişik kümelenmelerine veya uzak bir konuma - başka bir kromozomda bile - eklenmelerine neden olabilir.

Tarih

DNA göründüğünden daha karmaşıktır. Tüm bölümleri protein kodlaması değildir. Yani, tüm bölgeler mesajcı RNA'ya dönüştürülmez ve bu daha sonra proteinlerin yapı taşları olan bir amino asit dizisine dönüştürülür.

İnsan genomunun dizilenmesiyle, sadece küçük bir kısmının (yaklaşık% 2) proteinleri kodladığı çok açık hale geldi. Biyologlar, önemsiz gibi görünen bu muazzam miktardaki DNA'nın işlevini anında merak ettiler.

Uzun yıllar boyunca, proteinleri veya kodlamayan DNA'yı kodlamayan tüm DNA - yanlış bir şekilde - hurda DNA olarak kabul edildi.

Bu bölgeler arasında transpoze edilebilir elemanlar, yapısal varyantlar, çift bölümler, ardışık tekrar eden diziler, korunmuş kodlamayan elemanlar, işlevsel kodlamayan RNA, düzenleyici elemanlar ve sözde genler bulunur.

Bugün, hurda DNA terimi literatürden tamamen çıkarıldı. Kanıtlar, sahte genlerin farklı hücresel işlevlerin düzenleyici unsurları olarak rol oynadığını açıkça ortaya koymuştur.

Bildirilen ilk sözde gen 1977'de amfibi Xenopus laevis'in DNA'sındaydı. O andan itibaren, bitkiler ve bakteriler de dahil olmak üzere farklı organizmalarda farklı sözde genler rapor edilmeye başlandı.

Özellikleri

Bahsedildiği gibi, sözde genler başka bir genin aktif olmayan kopyaları olmaktan çok uzaktır. Son araştırmalar, sözde genlerin genomda düzenleyici unsurlar olarak görev yaptıkları ve proteinleri kodlayan "kuzenlerini" değiştirdikleri fikrini desteklemektedir.

Ayrıca, birkaç sözde gen, RNA'ya kopyalanabilir ve bazıları dokuya özgü bir aktivasyon modeli gösterir.

Pseudogene transkript, RNAi aracılığıyla kodlama dizilerini düzenleyen küçük karışan RNA'lara işlenebilir.

Dikkate değer bir keşif, sözde genlerin, spesifik mikroRNA'ların aktivasyonu yoluyla tümör baskılayıcılarını ve belirli onkojenleri düzenleyebildiğini bulmaktı.

Bu değerli bulguda, sözde genlerin kanser ilerlemesi sırasında sıklıkla regülasyonlarını yitirdikleri kaydedildi.

Bu gerçek, sözde genin işlevinin gerçek kapsamı hakkında daha fazla araştırmayı, dahil oldukları karmaşık düzenleyici ağ hakkında daha iyi bir fikir edinmeyi ve bu bilgileri tıbbi amaçlarla kullanmayı garanti eder.

Sözde gen türleri

İşlenmiş ve işlenmemiş

Sözde genler iki geniş kategoriye ayrılır: işlenmiş ve işlenmemiş. İkincisi, bir alt kategoriye ve çift sözde genlere bölünmüştür.

Pseudogenes, evrim sırasında çiftlenmeden kaynaklanan genlerin bozulmasıyla üretilir. Bu "bozukluklar", açık okuma çerçevesindeki nokta mutasyonları, eklemeler, silmeler veya değişiklikler gibi farklı süreçlerle ortaya çıkar.

Yukarıda belirtilen olaylardan kaynaklanan üretkenlik veya ifade kaybı, işlenmemiş sözde gen üretimiyle sonuçlanır. Üniter tipte olanlar, işlevsiz hale gelen ebeveyn geninin tek bir kopyasıdır.

İşlenmemiş sözde genler ve kopyalar, intronlar ve eksonlarla bir genin yapısını korur. Bunun tersine, işlenmiş psödojenler, retrotranspozisyon olaylarından kaynaklanır.

Geri dönüş, genomun belirli bir alanında bir cDNA'nın (bir mesajcı RNA transkriptinin ters bir kopyası olan tamamlayıcı DNA) yeniden entegrasyonu ile gerçekleşir.

İşlenmiş psödojenin çift sarmallı dizisi, RNA polimeraz II tarafından üretilen tek sarmallı bir RNA tarafından üretilir.

Yaşayan genler, hayalet ve ölü sözde genler

Zheng ve Gerstein tarafından önerilen başka bir sınıflandırma, genleri yaşayan genler, hayalet sözde genler ve ölü sözde genler olarak sınıflandırır. Bu sınıflandırma genin işlevselliğine ve bunların "yaşamı" ve "ölümü" esas alınarak yapılır.

Bu perspektiften bakıldığında, canlı genler, proteinleri kodlayan genlerdir ve ölü sözde genler, genomda kopyalanmamış unsurlardır.

Bir ara durum, üç alt kategoriye ayrılan hayali sözde genlerden oluşur: dışlanmış psödogen, piggy-back psödogen ve ölmekte olan psödogen.

Evrimsel bakış açısı

Organizmaların genomları da evrimleşir ve genlerin de novo değişme ve ortaya çıkma özelliği vardır. Bu süreçlere farklı mekanizmalar aracılık eder, bunlar arasında gen duplikasyonu, gen füzyonu ve fisyonu, lateral gen transferi vb.

Bir gen ortaya çıktığında, evrimsel güçlerin harekete geçmesi için bir başlangıç ​​noktasını temsil eder.

Gen kopyalanması, genellikle orijinal genin işlevini koruduğu ve kopyanın - söz konusu ilk işlevi sürdürmek için seçici baskı altında olmayan - serbestçe mutasyona uğrayabileceği ve işlevi değiştirebileceği bir kopya üretir.

Alternatif olarak, yeni gen, sözde gen haline gelip işlevini yitirecek şekilde mutasyona uğrayabilir.

Referanslar

1. Groen, JN, Capraro, D. ve Morris, KV (2014). Pseudogenin ortaya çıkan rolü, hücresel fonksiyonlarda kodlamayan RNA'ları ifade etti. Uluslararası biyokimya ve hücre biyolojisi dergisi, 54, 350-355.
2. Pembe, RC, Wicks, K., Caley, DP, Punch, EK, Jacobs, L. ve Carter, DRF (2011). Pseudogenes: sağlıkta ve hastalıkta sözde işlevsel mi yoksa anahtar düzenleyiciler mi? Rna, 17 (5), 792-798.
3. Poliseno, L., Salmena, L., Zhang, J., Carver, B., Haveman, WJ ve Pandolfi, PP (2010). Gen ve psödogen mRNA'ların kodlamadan bağımsız bir işlevi, tümör biyolojisini düzenler. Doğa, 465 (7301), 1033.
4. Tutar Y. (2012). Pseudogenes. Karşılaştırmalı ve fonksiyonel genomik, 2012, 424526.
5. Zheng, D. ve Gerstein, MB (2007). Genler ve sözde genler arasındaki muğlak sınır: Ölüler mi yükseliyor yoksa yükseliyor mu? Genetikte Eğilimler, 23 (5), 219-224.