Vad är en alu-sekvens
Hört talas om skräp-DNA någon gång? Uttrycket kommer sig av att lejonparten av genomet inte verkar koda för något — varken proteiner eller RNA-molekyler. Det myntades någon gång på sjuttiotalet, men är rätt ute numera. Artiklar om icke-kodande DNA tenderar ha någon mening i inledningen om hur okunniga de var på sjuttiotalet.
Det är klart, det klingar kanske lite arrogant att avfärda större delen av genomet som skräp. Men det ligger ändå fortfarande något i det, även om det dyker upp fler icke-kodande sekvenser med kända funktioner. För det är skillnad på funktion och funktion, och många av de här sekvenserna gör saker som inte är ett dugg konstruktiva för organismen.
Vi har mött dem tidigare: transposonerna och som det heter i Karolinskas hemska översättning de andra omflyttningsbara DNA-segmenten. De fungerar som en sort parasiter: det enda de kan är att kopiera sig själva och flyttar sig omkring i genomet. Det gör att de kan bli fler och fler på organismens bekostnad.
ALU på CPU och GPU: Typer, funktioner och hur de fungerar
Det vill säga, en del längre varianter, som verkar stamma från retrovirus, har den förmågan — och kodar för omvänt transkriptas. Det finns också kortare varianter som förmodligen uppstått genom att olika oskyldiga RNA-molekyler skrivits om till DNA med hjälp av omvänt transkriptas från en längre retrotransposon. Vi behöver inte vara medicinska genetiker för att räkna ut att diverse osorterade DNA-sekvenser som sättes in här och där i genomet kan ställa till problem — till exempel genom att störa regleringen av någon viktig gen.
Å andra sidan öppnar samma process för nya intressanta mutationer. Organismen gör å sin sida sitt bästa för att hålla de omflyttningsbara elementen i schack. Epigenetisk reglering är, som sagt, en möjlighet. Det vanligaste parasitiska elementet hos oss människor heter Alu. Det är en av de kortare varianterna, stammar från ett RNA, saknar förmågan att kopiera sig själv, men innehåller en del andra intressanta sekvenser.
Den har ett ställe där retinolsyrareceptorn kan binda — vilket gör att en Alu-insättning skulle kunna koppla en gen till vitamin A. Men i det här sammanhanget gäller det en koppling till en annan process: RNA-splitsling splicing. Hos oss eukaryoter ligger de kodande delarna av generna utspridda lite här och där. De kodande bitarna kallas exoner, och de icke-kodande bitarna emellan introner.
När en gen ska uttryckas skrivs den först om till ett långt RNA med både introner och exoner. Sedan klipps intronerna bort och exonerna sätts ihop till det ett fullständigt mRNA. Det är alltså splitsningen, och den styrs av signalsekvenser.
DNA-sekvensering
Men, mycket riktigt, Alu innehåller sekvenser som liknar splitsningssignalerna! Det betyder att Alu-bitar, men några små förändringar, kan leta sig in i mRNA. Vi återkommer till vad de skulle kunna göra där. Först: artikeln — Widespread establishment and regulatory impact of Alu exons in human genes det är en open access -artikel, så det är bara att hugga in av Shihao Shen m.
Det är ett till att börja med ett sekvenseringsbaserat arbete, men det är inte DNA-sekvensering utan RNA-sekvensering som gäller. Det är dels ett sätt att mäta genuttryck — genom att bara räkna hur många gånger en viss mRNA-sekvens dyker upp. Men det är också att sätt att titta på RNA-molekylernas sammansättning, alltså ett utmärkt sätt att se ifall Alu-sekvenser förekommer i mRNA eller inte.
Studie av ALU-sekvens på locus PV92
Med en genomdatabas hjälp ställde de sig frågan: Om kända Alu-sekvenser splitsades in, hur skulle skarven mellan Alu och resten av mRNA:t se ut — och sedan letade de efter de skarvarna i ett par publicerade samlingar RNA-sekvenseringsdata från människa. De tittade efter total Alu-exoner, varav förekom i proverna mRNA. Det är alltså Alu-sekvenser i gener som någon har sett förut, men bara som användes i den här vävnaden — lillhjärnan, cerebellum.
Det illustrerar att även för en så väl beskriven organism som människan, där det finns en bra referenssekvens och massor av information om vilka sekvenser som uttrycks, har den samlade biologiska vetenskapen ganska dålig koll på vad som försiggår.