PSEUDOGENES: FUNGSI DAN TIPE - BIOLOGI - 2025

The pseudogen adalah urutan di mana-mana dan cukup melimpah di genom organisme hidup, dari hewan dan tanaman untuk bakteri. Secara historis mereka dianggap sebagai fosil atau hanya sebagai "DNA sampah".

Namun, hari ini diketahui bahwa pseudogen memiliki fungsi pengaturan, dan beberapa bahkan dapat ditranskripsikan menjadi RNA fungsional. Perannya dalam regulasi dapat dilakukan melalui pembungkaman atau pembentukan RNA kecil atau melalui perubahan RNA pembawa pesan yang mengkode protein tertentu.

Sumber: Rcrzarg di Wikipedia bahasa Inggris

Dalam penelitian yang dilakukan pada genom manusia, diperkirakan ada sekitar 20.000 pseudogen - jumlah yang sebanding dengan urutan yang mengkode protein.

Penulis tertentu menganggap sulit untuk menetapkan batas antara gen dan pseudogen, karena pada beberapa kesempatan gen tidak berfungsi dengan jelas. Pengetahuan saat ini tentang pseudogen masih dangkal dan masih banyak pertanyaan tentang hal ini.

Apa itu pseudogen?

Pseudogenes adalah salinan dari gen tertentu yang memiliki urutan yang kurang atau "rusak", karena berbagai sebab.

Kerusakan ini terjadi karena perubahan bingkai pembacaan atau kodon stop prematur. Namun, secara struktural ini mengingatkan pada berbagai aspek gen yang membuat mereka.

Pseudogenes dapat ditemukan di mana saja di dalam genom. Proses retrotransposisi dapat menyebabkan mereka mengelompokkan berdekatan dengan gen paralogue mereka, atau disisipkan di lokasi yang jauh - bahkan pada kromosom lain.

Sejarah

DNA lebih kompleks dari yang terlihat. Tidak semua bagiannya merupakan pengkodean protein. Artinya, tidak semua wilayah diubah menjadi RNA kurir, yang kemudian diterjemahkan menjadi urutan asam amino - bahan penyusun protein.

Dengan urutan genom manusia, menjadi sangat jelas bahwa hanya sebagian kecil (sekitar 2%) yang mengkode protein. Para ahli biologi langsung bertanya-tanya tentang fungsi DNA dalam jumlah besar yang tampaknya tidak penting ini.

Selama bertahun-tahun, semua DNA yang tidak mengkode protein, atau DNA tanpa kode, dianggap - secara keliru - dianggap sebagai DNA sampah.

Wilayah ini mencakup elemen transposable, varian struktural, segmen duplikat, urutan berulang tandem, elemen noncoding yang dilestarikan, RNA noncoding fungsional, elemen regulasi, dan pseudogen.

Saat ini, istilah DNA sampah telah dihapus sepenuhnya dari literatur. Bukti telah memperjelas bahwa pseudogen berpartisipasi sebagai elemen pengatur fungsi seluler yang berbeda.

Pseudogen pertama dilaporkan pada tahun 1977 dalam DNA amfibi Xenopus laevis. Sejak saat itu, pseudogen berbeda mulai dilaporkan, pada organisme berbeda, termasuk tumbuhan dan bakteri.

fitur

Seperti yang telah dibahas, pseudogen sangat jauh dari salinan tidak aktif dari gen lain. Studi terbaru mendukung gagasan bahwa pseudogenes bertindak sebagai elemen pengatur dalam genom, memodifikasi "sepupu" mereka yang mengkode protein.

Lebih lanjut, beberapa pseudogen dapat ditranskripsi menjadi RNA, dan beberapa menunjukkan pola aktivasi spesifik jaringan.

Transkrip pseudogen dapat diproses menjadi RNA kecil yang mengganggu yang mengatur urutan pengkodean melalui RNAi.

Penemuan penting adalah menemukan bahwa pseudogen mampu mengatur penekan tumor dan onkogen tertentu, melalui aktivasi mikroRNA tertentu.

Dalam temuan berharga ini, dicatat bahwa pseudogen sering kehilangan pengaturannya selama perkembangan kanker.

Fakta ini memerlukan penyelidikan lebih lanjut tentang ruang lingkup sebenarnya dari fungsi pseudogen, untuk mendapatkan gagasan yang lebih baik tentang jaringan regulasi rumit di mana mereka terlibat, dan menggunakan informasi ini untuk tujuan medis.

Jenis pseudogen

Diproses dan belum diproses

Pseudogenes diklasifikasikan ke dalam dua kategori besar: diproses dan tidak diproses. Yang terakhir ini dibagi menjadi subkategorisasi menjadi unit dan pseudogen duplikat.

Pseudogen diproduksi oleh kerusakan gen yang berasal dari duplikasi selama evolusi. "Kerusakan" ini terjadi oleh proses yang berbeda, baik itu mutasi titik, penyisipan, penghapusan, atau perubahan dalam kerangka pembacaan terbuka.

Hilangnya produktivitas atau ekspresi karena peristiwa yang disebutkan di atas menghasilkan produksi pseudogen yang belum diproses. Tipe kesatuan adalah salinan tunggal dari gen induk yang menjadi tidak berfungsi.

Pseudogen dan duplikat yang tidak diproses mempertahankan struktur gen, dengan intron dan ekson. Sebaliknya, pseudogen yang diproses berasal dari peristiwa retrotransposisi.

Retrotransposisi terjadi dengan reintegrasi cDNA (DNA komplementer, yang merupakan salinan balik dari transkrip messenger RNA) di area genom tertentu.

Urutan untai ganda dari pseudogen yang diproses dihasilkan oleh RNA untai tunggal yang dihasilkan oleh RNA polimerase II.

Gen hidup, hantu dan pseudogen mati

Klasifikasi lain, yang diajukan oleh Zheng dan Gerstein, mengklasifikasikan gen sebagai gen hidup, pseudogen hantu, dan pseudogen mati. Klasifikasi ini didasarkan pada fungsi gen, dan pada "kehidupan" dan "kematian" dari gen tersebut.

Dari perspektif ini, gen hidup adalah gen yang mengkode protein, dan pseudogen mati adalah elemen dalam genom yang tidak ditranskripsi.

Keadaan perantara terdiri dari pseudogen hantu, yang diklasifikasikan menjadi tiga subkategori: pseudogen eksaptasi, pseudogen piggy-back, dan pseudogen sekarat.

Perspektif evolusi

Genom organisme juga berevolusi dan gen memiliki sifat untuk berubah dan berasal dari de novo. Berbagai mekanisme memediasi proses ini, di antaranya adalah duplikasi gen, fusi dan fisi gen, transfer gen lateral, dll.

Begitu sebuah gen berasal, itu merupakan titik awal bagi kekuatan evolusi untuk bertindak.

Duplikasi gen menghasilkan salinan di mana, umumnya, gen asli mempertahankan fungsinya dan salinan - yang tidak berada di bawah tekanan selektif untuk mempertahankan fungsi awal tersebut - dapat dengan bebas bermutasi dan mengubah fungsi.

Alternatifnya, gen baru dapat bermutasi sedemikian rupa sehingga akhirnya menjadi pseudogen dan kehilangan fungsinya.

Referensi

1. Groen, JN, Capraro, D., & Morris, KV (2014). Peran yang muncul dari pseudogen mengekspresikan RNA non-coding dalam fungsi seluler. Jurnal internasional biokimia & biologi sel, 54, 350-355.
2. Merah Muda, RC, Wicks, K., Caley, DP, Punch, EK, Jacobs, L., & Carter, DRF (2011). Pseudogenes: pseudo-fungsional atau regulator kunci dalam kesehatan dan penyakit?. Rna, 17 (5), 792-798.
3. Poliseno, L., Salmena, L., Zhang, J., Carver, B., Haveman, WJ, & Pandolfi, PP (2010). Fungsi coding-independen dari gen dan pseudogen mRNA mengatur biologi tumor. Alam, 465 (7301), 1033.
4. Tutar Y. (2012). Pseudogenes. Genomik komparatif dan fungsional, 2012, 424526.
5. Zheng, D., & Gerstein, MB (2007). Batas ambigu antara gen dan pseudogen: orang mati bangkit, atau apakah mereka?. Tren Genetika, 23 (5), 219-224.