വിഭജനം: പ്രവർത്തനം, ചുമതലകൾ, പങ്ക്, രോഗങ്ങൾ

യൂക്കറിയോട്ടുകളുടെ ന്യൂക്ലിയസിൽ ട്രാൻസ്ക്രിപ്ഷൻ സമയത്ത് സ്പ്ലിസിംഗ് ഒരു നിർണായക പ്രക്രിയയെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു, അതിൽ പ്രായപൂർത്തിയായ mRNA പ്രീ-എംആർഎൻഎയിൽ നിന്ന് ഉയർന്നുവരുന്നു. ഈ പ്രക്രിയയിൽ, ട്രാൻസ്ക്രിപ്ഷനു ശേഷവും പ്രീ-എംആർഎൻഎയിൽ നിലനിൽക്കുന്ന ഇൻട്രോണുകൾ നീക്കം ചെയ്യപ്പെടുകയും ശേഷിക്കുന്ന എക്സോണുകൾ കൂടിച്ചേർന്ന് അന്തിമ എംആർഎൻഎ രൂപപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു.

എന്താണ് splicing?

ആദ്യ ഘട്ടം ജീൻ പദപ്രയോഗത്തെ ട്രാൻസ്ക്രിപ്ഷൻ എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ഈ പ്രക്രിയയിൽ, ഡിഎൻഎ അതിന്റെ ടെംപ്ലേറ്റായി ഉപയോഗിച്ച് ആർഎൻഎ സമന്വയിപ്പിക്കപ്പെടുന്നു. തന്മാത്രാ ജീവശാസ്ത്രത്തിന്റെ കേന്ദ്ര സിദ്ധാന്തം, ജനിതക വിവരങ്ങളുടെ ഒഴുക്ക് വിവര വാഹകനായ ഡിഎൻഎയിൽ നിന്ന് ആർഎൻഎയിൽ നിന്ന് പ്രോട്ടീനിലേക്കാണ് എന്നതാണ്. ആദ്യപടി ജീൻ എക്സ്പ്രഷൻ ട്രാൻസ്ക്രിപ്ഷൻ ആണ്. ഈ പ്രക്രിയയിൽ, ഡിഎൻഎയെ ഒരു ടെംപ്ലേറ്റായി ഉപയോഗിച്ച് ആർഎൻഎ സമന്വയിപ്പിക്കപ്പെടുന്നു. ജനിതക വിവരങ്ങളുടെ വാഹകനാണ് ഡിഎൻഎ, നാലെണ്ണം അടങ്ങുന്ന ഒരു കോഡിന്റെ സഹായത്തോടെ അവിടെ സൂക്ഷിക്കുന്നു ചുവടു അഡിനൈൻ, തൈമിൻ, ഗ്വാനിൻ, സൈറ്റോസിൻ. ട്രാൻസ്ക്രിപ്ഷൻ സമയത്ത്, ആർഎൻഎ പോളിമറേസ് പ്രോട്ടീൻ കോംപ്ലക്സ് ഡിഎൻഎയുടെ അടിസ്ഥാന ക്രമം വായിക്കുകയും അനുബന്ധമായ "പ്രീ-മെസഞ്ചർ ആർഎൻഎ" (ചുരുക്കത്തിൽ പ്രീ-എംആർഎൻഎ) നിർമ്മിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഈ പ്രക്രിയയിൽ, തൈമിന് പകരം യുറാസിൽ എപ്പോഴും ചേർക്കുന്നു. ജീനുകൾ എക്സോണുകളും ഇൻട്രോണുകളും ചേർന്നതാണ്. ജനിതക വിവരങ്ങൾ യഥാർത്ഥത്തിൽ എൻകോഡ് ചെയ്യുന്ന ജനിതക വസ്തുക്കളുടെ ഭാഗങ്ങളാണ് എക്സോണുകൾ. മറുവശത്ത്, ഇൻട്രോണുകൾ, a ഉള്ളിലെ കോഡിംഗ് ഇതര വിഭാഗങ്ങളെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു ജീൻ. ഡിഎൻഎയിൽ സംഭരിച്ചിരിക്കുന്ന ജീനുകൾ അങ്ങനെ പൊരുത്തപ്പെടാത്ത നീളമുള്ള ഭാഗങ്ങൾ കൊണ്ട് വിഭജിക്കപ്പെടുന്നു അമിനോ ആസിഡുകൾ പിന്നീടുള്ള പ്രോട്ടീനിൽ, വിവർത്തനത്തിന് സംഭാവന നൽകരുത്. 60 മുതൽ 35 വരെ ന്യൂക്ലിയോടൈഡുകൾ വരെ നീളമുള്ള ഒരു ജീനിന് 100,000 ഇൻട്രോണുകൾ വരെ ഉണ്ടാകാം. ശരാശരി, ഈ ഇൻട്രോണുകൾക്ക് എക്സോണുകളേക്കാൾ പത്തിരട്ടി നീളമുണ്ട്. ട്രാൻസ്‌ക്രിപ്ഷന്റെ ആദ്യ ഘട്ടത്തിൽ രൂപംകൊണ്ട പ്രീ-എംആർഎൻഎ, പക്വതയില്ലാത്ത എംആർഎൻഎ എന്നും അറിയപ്പെടുന്നു, ഇപ്പോഴും എക്സോണുകളും ഇൻട്രോണുകളും അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. ഇവിടെയാണ് പിളർപ്പ് പ്രക്രിയ ആരംഭിക്കുന്നത്. പ്രീ-എംആർഎൻഎയിൽ നിന്ന് ഇൻട്രോണുകൾ നീക്കം ചെയ്യുകയും ശേഷിക്കുന്ന എക്സോണുകളെ ഒരുമിച്ച് ബന്ധിപ്പിക്കുകയും വേണം. അപ്പോൾ മാത്രമേ മുതിർന്ന എംആർഎൻഎയ്ക്ക് ന്യൂക്ലിയസ് വിട്ട് വിവർത്തനം ആരംഭിക്കാൻ കഴിയൂ. സ്‌പ്ലൈസിയോസോമിന്റെ സഹായത്തോടെയാണ് സ്‌പ്ലൈസിംഗ് കൂടുതലും നടത്തുന്നത്. ഇത് അഞ്ച് snRNP-കൾ (ചെറിയ ന്യൂക്ലിയർ റൈബോ ന്യൂക്ലിയോപ്രോട്ടീൻ കണികകൾ) ചേർന്നതാണ്. ഈ ഓരോ snRNP-കളിലും ഒരു snRNA അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു പ്രോട്ടീനുകൾ. മറ്റുചിലത് പ്രോട്ടീനുകൾ snRNP-യുടെ ഭാഗമല്ലാത്തവയും spliceosome-ന്റെ ഭാഗമാണ്. സ്പ്ലൈസിയോസോമുകളെ വലുതും ചെറുതുമായ സ്പ്ലൈസോസോമുകളായി തിരിച്ചിരിക്കുന്നു. പ്രധാന സ്‌പ്ലൈസോസോം എല്ലാ മനുഷ്യ ഇൻട്രോണുകളുടെയും 95%-ലധികം പ്രോസസ്സ് ചെയ്യുന്നു, കൂടാതെ മൈനർ സ്‌പ്ലൈസോസോം പ്രധാനമായും ATAC ഇൻട്രോണുകൾ കൈകാര്യം ചെയ്യുന്നു. വിഭജനം വിശദീകരിച്ചതിന്, റിച്ചാർഡ് ജോൺ റോബർട്ട്സിനും ഫിലിപ്പ് എ ഷാർപ്പിനും 1993-ൽ വൈദ്യശാസ്ത്രത്തിനുള്ള നൊബേൽ സമ്മാനം ലഭിച്ചു. ബദൽ പിളർപ്പിനെയും ആർഎൻഎയുടെ ഉത്തേജക പ്രവർത്തനത്തെയും കുറിച്ചുള്ള ഗവേഷണത്തിന്, തോമസ് ആർ. സെക്കും സിഡ്നി ആൾട്ട്മാനും 1989-ൽ രസതന്ത്രത്തിനുള്ള നോബൽ സമ്മാനം നേടി. .

പ്രവർത്തനവും ചുമതലയും

വിഭജന പ്രക്രിയയിൽ, ഓരോ തവണയും അതിന്റെ വ്യക്തിഗത ഭാഗങ്ങളിൽ നിന്ന് സ്പ്ലൈസോസോം പുതിയതായി രൂപം കൊള്ളുന്നു. സസ്തനികളിൽ, snRNP U1 ആദ്യം 5′-സ്‌പ്ലൈസ് സൈറ്റിൽ ഘടിപ്പിക്കുകയും ബാക്കിയുള്ള സ്‌പ്ലൈസോസോമിന്റെ രൂപീകരണം ആരംഭിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. snRNP U2 ഇൻട്രോണിന്റെ ബ്രാഞ്ചിംഗ് സൈറ്റുമായി ബന്ധിപ്പിക്കുന്നു. ഇതിനെത്തുടർന്ന്, ട്രൈ-എസ്എൻആർഎൻപിയും ബന്ധിപ്പിക്കുന്നു. സ്‌പ്ലൈസോസോം സ്‌പ്ലൈസിംഗ് പ്രതികരണത്തെ തുടർച്ചയായ രണ്ട് ട്രാൻസ്‌സ്റ്റെറിഫിക്കേഷനുകൾ വഴി ഉത്തേജിപ്പിക്കുന്നു. പ്രതികരണത്തിന്റെ ആദ്യ ഭാഗത്ത്, ഒരു ഓക്സിജൻ a-ന്റെ 2′-OH ഗ്രൂപ്പിൽ നിന്നുള്ള ആറ്റം അഡെനോസിൻ "ബ്രാഞ്ച് പോയിന്റ് സീക്വൻസ്" (BPS) ആക്രമണങ്ങളിൽ നിന്ന് a ഫോസ്ഫറസ് 5′-സ്‌പ്ലൈസ് സൈറ്റിലെ ഫോസ്ഫോഡിസ്റ്റർ ബോണ്ടിന്റെ ആറ്റം. ഇത് 5′-എക്സോൺ പുറത്തുവിടുകയും ഇൻട്രോൺ പ്രചരിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ദി ഓക്സിജൻ 3′-എക്സോണിന്റെ ഇപ്പോൾ സ്വതന്ത്രമായ 5′-OH ഗ്രൂപ്പിന്റെ ആറ്റം ഇപ്പോൾ 3′-സ്പ്ലൈസ് സൈറ്റുമായി ബന്ധിപ്പിച്ച് രണ്ട് എക്സോണുകളെ ബന്ധിപ്പിച്ച് ഇൻട്രോൺ റിലീസ് ചെയ്യുന്നു. അതുവഴി ഇൻട്രോൺ ഒരു സ്ക്ലിജൻ ആകൃതിയിലുള്ള രൂപീകരണത്തിലേക്ക് കൊണ്ടുവരുന്നു, അതിനെ ലാരിയറ്റ് എന്ന് വിളിക്കുന്നു, അത് പിന്നീട് തരംതാഴ്ത്തപ്പെടുന്നു. നേരെമറിച്ച്, ഓട്ടോകാറ്റലിറ്റിക് സ്പ്ലിസിംഗിൽ (സ്വയം-വിഭജനം) സ്പ്ലൈസോസോമുകൾക്ക് ഒരു പങ്കുമില്ല. ഇവിടെ, ആർഎൻഎയുടെ തന്നെ ദ്വിതീയ ഘടനയാൽ ഇൻട്രോണുകളെ വിവർത്തനത്തിൽ നിന്ന് ഒഴിവാക്കിയിരിക്കുന്നു. ടിആർഎൻഎയുടെ എൻസൈമാറ്റിക് വിഭജനം (ട്രാൻസ്ഫർ ആർഎൻഎ) യൂക്കറിയോട്ടുകളിലും ആർക്കിയുകളിലും സംഭവിക്കുന്നു, പക്ഷേ അല്ല ബാക്ടീരിയ. ഒരു ന്യൂക്ലിയോടൈഡിന്റെ മാത്രം വ്യതിചലനം എക്‌സോൺ-ഇൻട്രോൺ അതിർത്തിയിൽ വളരെ കൃത്യതയോടെ സംഭവിക്കണം. നേതൃത്വം ന്റെ തെറ്റായ കോഡിംഗിലേക്ക് അമിനോ ആസിഡുകൾ അങ്ങനെ തികച്ചും വ്യത്യസ്തമായ രൂപീകരണത്തിലേക്ക് പ്രോട്ടീനുകൾ. പാരിസ്ഥിതിക സ്വാധീനം അല്ലെങ്കിൽ ടിഷ്യു തരം കാരണം പ്രീ-എംആർഎൻഎയുടെ വിഭജനം വ്യത്യാസപ്പെടാം. ഇതിനർത്ഥം ഒരേ ഡിഎൻഎ ശ്രേണിയിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്ത പ്രോട്ടീനുകൾ രൂപപ്പെടാം, അങ്ങനെ ഒരേ പ്രീ-എംആർഎൻഎ. ഈ പ്രക്രിയയെ ബദൽ പിളർപ്പ് എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ഒരു മനുഷ്യ കോശത്തിൽ ഏകദേശം 20,000 ജീനുകൾ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു, പക്ഷേ ഇതര വിഭജനം കാരണം ലക്ഷക്കണക്കിന് പ്രോട്ടീനുകൾ രൂപപ്പെടുത്താൻ കഴിയും. എല്ലാ മനുഷ്യ ജീനുകളിലും ഏകദേശം 30% ബദൽ വിഭജനം കാണിക്കുന്നു. പരിണാമത്തിന്റെ ഗതിയിൽ സ്പ്ലിസിംഗ് ഒരു പ്രധാന പങ്ക് വഹിച്ചിട്ടുണ്ട്. എക്സോണുകൾ പലപ്പോഴും പ്രോട്ടീനുകളുടെ സിംഗിൾ ഡൊമെയ്‌നുകളെ എൻകോഡ് ചെയ്യുന്നു, അവ വിവിധ രീതികളിൽ സംയോജിപ്പിക്കാം. ഇതിനർത്ഥം തികച്ചും വ്യത്യസ്തമായ പ്രവർത്തനങ്ങളുള്ള ഒരു വലിയ വൈവിധ്യമാർന്ന പ്രോട്ടീനുകൾ ഏതാനും എക്സോണുകളിൽ നിന്ന് സൃഷ്ടിക്കാൻ കഴിയും എന്നാണ്. ഈ പ്രക്രിയയെ എക്സോൺ-ഷഫ്ലിംഗ് എന്ന് വിളിക്കുന്നു.

രോഗങ്ങളും വൈകല്യങ്ങളും

പിളർപ്പുമായി അടുത്ത ബന്ധത്തിൽ ചില പാരമ്പര്യ രോഗങ്ങൾ ഉണ്ടാകാം. നോൺകോഡിംഗ് ഇൻട്രോണുകളിലെ മ്യൂട്ടേഷനുകൾ സാധാരണയായി ഉണ്ടാകില്ല നേതൃത്വം പ്രോട്ടീൻ രൂപീകരണത്തിലെ വൈകല്യങ്ങളിലേക്ക്. എന്നിരുന്നാലും, വിഭജനത്തിന്റെ നിയന്ത്രണത്തിന് പ്രധാനമായ ഒരു ഇൻട്രോണിന്റെ ഒരു ഭാഗത്ത് ഒരു മ്യൂട്ടേഷൻ സംഭവിക്കുകയാണെങ്കിൽ, ഇതിന് കഴിയും നേതൃത്വം പ്രീ-എംആർഎൻഎയുടെ വികലമായ വിഭജനത്തിലേക്ക്. തത്ഫലമായുണ്ടാകുന്ന പക്വമായ mRNA, വികലമായ അല്ലെങ്കിൽ ഏറ്റവും മോശമായ സാഹചര്യത്തിൽ, ദോഷകരമായ പ്രോട്ടീനുകളെ എൻകോഡ് ചെയ്യുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, ചില തരം ബീറ്റാ-യിൽ ഇതാണ് അവസ്ഥ.തലസീമിയ, ഒരു പാരമ്പര്യം വിളർച്ച. ഈ രീതിയിൽ ഉണ്ടാകുന്ന രോഗങ്ങളുടെ മറ്റ് പ്രതിനിധികൾ ഉൾപ്പെടുന്നു എഹ്ലേഴ്സ്-ഡാൻലോസ് സിൻഡ്രോം (EDS) ടൈപ്പ് II ഒപ്പം സുഷുമ്‌ന മസ്കുലർ അട്രോഫി.