Language
Country/Area
No result found
Tahukah Anda? Bagaimana NMD mendorong sel untuk memperbaiki kesalahan genetik? Ungkap misterinya!
Pembusukan mRNA yang dimediasi nonsense (NMD) adalah jalur pengawasan yang ada di semua eukariota, yang fungsi utamanya adalah mengurangi ekspresi gen dengan menghilangkan transkrip mRNA yang mengandung kodon stop prematur. kesalahan. Proses ini penting untuk mengurangi produksi protein berbahaya yang dihasilkan dari penerjemahan mRNA yang menyimpang ini. Penemuan NMD dapat ditelusuri kembali ke tahun 1979, ketika ia dideskripsikan hampir bersamaan dalam sel eukariotik dan ragi, yang menunjukkan bahwa mekanisme ini secara luas dilestarikan dalam evolusi dan memiliki signifikansi biologis yang penting.
Mekanisme ini dapat menghilangkan tingkat mRNA yang sangat rendah yang disebabkan oleh kodon stop awal yang ditranskripsi dalam alel.
Cara kerja jalur pemantauan
Proses NMD terutama melibatkan beberapa protein utama. Pada ragi Saccharomyces cerevisiae, tiga faktor utama meliputi UPF1, UPF2, dan UPF3 (yang terkait pada manusia adalah UPF3A dan UPF3B). Faktor-faktor ini membentuk inti yang dilestarikan dari jalur NMD. Setelah mRNA disambung, UPF2 dan UPF3 menjadi bagian dari kompleks sambungan ekson-ekson (EJC) yang disambung dan mengikat mRNA.
Proses deteksi NMD terjadi selama penerjemahan mRNA. Setelah putaran pertama penerjemahan, jika protein EJC masih terikat pada mRNA, NMD akan diaktifkan.
Aturan molekuler yang memengaruhi efisiensi NMD
Efisiensi jalur NMD dipengaruhi oleh beberapa fitur molekuler. Dalam kajian NMD, ditemukan beberapa aturan molekuler inti, seperti model EJC, efek kedekatan awal, panjang ekson, dan jarak dari kodon stop awal ke kodon stop normal, yang akan memengaruhi NMD pada mRNA abnormal. Efisiensi identifikasi dan degradasi.
Misalnya, jika kodon stop awal terletak di hulu EJC terakhir, NMD umumnya dipicu, tetapi jika terletak di hilir, NMD umumnya kurang efisien.
Hubungan mutasi genetik dengan NMD
Meskipun keberadaan NMD secara efektif dapat mengurangi kodon yang salah, mutasi tetap dapat menyebabkan masalah kesehatan. Misalnya, beta-thalassemia disebabkan oleh mutasi di hulu gen beta-globin. Individu dengan hanya satu alel yang terpengaruh biasanya menunjukkan kadar mRNA β-globin mutan yang sangat rendah.
Mutasi ini juga dapat menyebabkan munculnya sindrom Marfan, yang disebabkan oleh mutasi pada gen fibrilin 1 dan efek fenotipiknya terkait erat dengan NMD.
Peran NMD dalam respons imun
Selain itu, NMD juga terlibat dalam regulasi antigen yang berasal dari mutasi frameshift imunogenik. Mutasi frameshift mengakibatkan produksi protein abnormal, yang sering dikenali oleh sistem imun sebagai neoantigen. Namun, mutasi ini juga dapat menyebabkan aktivasi NMD, sehingga mengurangi ekspresi mRNA abnormal ini.
Aplikasi dalam penelitian ilmiah
Pentingnya NMD dalam regulasi gen menjadikannya bidang penelitian yang sedang berkembang. Dengan mempelajari NMD, para ilmuwan dapat menemukan penyebab penyakit genetik tertentu dan mengeksplorasi lebih lanjut mekanisme kompensasi dosis pada mamalia.
Misalnya, mutasi pada gen POMC telah ditemukan terkait dengan banyak proses metabolisme dan memengaruhi pengaturan berat badan.
Terakhir, aturan NMD juga penting saat merancang eksperimen CRISPR-Cas9, karena eksperimen ini dapat memicu mutasi frameshift dan menghasilkan kodon stop prematur.
Seiring dengan pemahaman yang lebih mendalam tentang mekanisme NMD dan signifikansi biologisnya, bidang ini dapat mengungkap lebih banyak misteri tentang pengaturan ekspresi gen. Apakah Anda ingin tahu apakah NMD dapat menjadi arah baru untuk mengobati penyakit yang terkait dengan mutasi gen?
