pseudogen adalah urutan di mana-mana dan cukup melimpah di genom organisme hidup, dari hewan dan tumbuhan untuk bakteri. Secara historis mereka dianggap sebagai fosil atau hanya sebagai ” DNA sampah”.
Namun, saat ini diketahui bahwa pseudogen memiliki fungsi pengaturan, dan beberapa bahkan dapat ditranskripsi 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 [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]
Dalam studi 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 tidak jelas. Pengetahuan pseudogen saat ini masih dangkal dan masih banyak pertanyaan tentang masalah ini.
Indeks artikel
Apa itu pseudogen?
Pseudogen adalah salinan dari gen tertentu yang memiliki urutan yang kurang atau “rusak”, karena berbagai penyebab.
Kerusakan ini terjadi karena perubahan kerangka baca atau kodon stop prematur. Namun, ini secara struktural mengingatkan pada berbagai aspek gen yang memunculkannya.
Pseudogen dapat ditemukan di mana saja dalam genom. Proses retrotransposisi dapat menyebabkan mereka mengelompok berdekatan dengan gen paralognya, atau disisipkan di lokasi yang jauh – bahkan pada kromosom lain.
Sejarah
DNA lebih kompleks daripada tampaknya. Tidak semua bagiannya adalah pengkode protein. Artinya, tidak semua wilayah diubah menjadi RNA pembawa pesan, yang kemudian diterjemahkan ke dalam urutan asam amino – bahan penyusun protein.
Dengan pengurutan genom manusia, menjadi sangat jelas bahwa hanya sebagian kecil (sekitar 2%) yang mengkode protein. Ahli biologi langsung bertanya-tanya fungsi DNA dalam jumlah besar yang tampaknya tidak penting ini.
Selama bertahun-tahun, semua DNA yang tidak mengkode protein, atau DNA nonkode, dianggap – salah – sebagai DNA sampah.
Wilayah ini termasuk unsur transposable, varian struktural, segmen duplikat, urutan berulang tandem, unsur noncoding yang dilestarikan, RNA noncoding fungsional, unsur regulasi, dan pseudogen.
Saat ini, istilah DNA sampah telah benar-benar dihilangkan dari literatur . Bukti telah memperjelas bahwa pseudogen berpartisipasi sebagai unsur pengatur fungsi seluler yang berbeda.
Pseudogen pertama yang dilaporkan adalah pada tahun 1977 dalam DNA amfibi Xenopus laevis . Sejak saat itu, pseudogen yang berbeda mulai dilaporkan, pada organisme yang berbeda, termasuk tumbuhan dan bakteri.
Fitur
Seperti yang telah dibahas, pseudogen masih jauh dari salinan tidak aktif dari gen lain. Studi terbaru mendukung gagasan bahwa pseudogen bertindak sebagai unsur pengatur dalam genom, memodifikasi “sepupu” mereka yang mengkode protein.
Selain itu, 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 microRNA tertentu.
Dalam temuan berharga ini dicatat bahwa pseudogen sering kehilangan regulasinya selama perkembangan kanker.
Fakta ini memerlukan penyelidikan lebih lanjut ke dalam ruang lingkup sebenarnya dari fungsi pseudogen, untuk mendapatkan gagasan yang lebih baik tentang jaringan regulasi yang rumit di mana mereka terlibat, dan untuk menggunakan informasi ini untuk tujuan medis.
Jenis pseudogen
Diproses dan tidak diproses
Pseudogen diklasifikasikan menjadi dua kategori besar: diproses dan tidak diproses. Yang terakhir ini dibagi menjadi subkategorisasi menjadi pseudogen unit dan duplikat.
Pseudogen dihasilkan oleh kerusakan gen yang berasal dari duplikasi dalam perjalanan evolusi. “Penurunan” ini terjadi oleh proses yang berbeda, baik itu mutasi titik, penyisipan, penghapusan, atau perubahan dalam kerangka baca terbuka.
Hilangnya produktivitas atau ekspresi karena peristiwa tersebut di atas menghasilkan produksi pseudogen yang tidak diproses. Mereka dari tipe kesatuan adalah salinan tunggal dari gen orangtua yang menjadi non-fungsional.
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 terbalik dari transkrip RNA messenger) di area genom tertentu.
Urutan untai ganda dari pseudogen yang diproses dihasilkan oleh RNA untai tunggal yang dihasilkan oleh RNA polimerase II.
Gen hidup, phantom dan pseudogen mati
Klasifikasi lain, yang diusulkan 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” gen tersebut.
Dari perspektif ini, gen hidup adalah gen yang mengkode protein, dan pseudogen mati adalah unsur dalam genom yang tidak ditranskripsi.
Keadaan perantara terdiri dari pseudogen hantu, yang diklasifikasikan ke dalam tiga subkategori: pseudogen yang dikeluarkan , pseudogen piggy-back, dan pseudogen yang sekarat .
Perspektif evolusi
Genom organisme juga berevolusi dan gen memiliki sifat berubah dan berasal de novo. Mekanisme yang berbeda memediasi proses ini, termasuk duplikasi gen, fusi dan fisi gen, transfer gen lateral, dll.
Setelah gen berasal, itu merupakan titik awal bagi kekuatan evolusioner untuk bertindak.
Duplikasi gen menciptakan salinan di mana, umumnya, gen asli mempertahankan fungsinya dan salinan – yang tidak berada di bawah tekanan selektif untuk mempertahankan fungsi awal itu – dapat dengan bebas bermutasi dan mengubah fungsi.
Atau, gen baru dapat bermutasi sedemikian rupa sehingga akhirnya menjadi pseudogen dan kehilangan fungsinya.
Referensi
- Groen, JN, Capraro, D., & Morris, KV (2014). Peran pseudogen yang muncul mengekspresikan RNA non-coding dalam fungsi seluler. Jurnal internasional biokimia & biologi sel , 54 , 350-355.
- Pink, 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.
- Poliseno, L., Salmena, L., Zhang, J., Carver, B., Haveman, WJ, & Pandolfi, PP (2010). Fungsi coding-independen dari gen dan mRNA pseudogen mengatur biologi tumor. Alam , 465 (7301), 1033.
- Tutar Y. (2012). Pseudogen. Genom komparatif dan fungsional , 2012 , 424526.
- Zheng, D., & Gerstein, MB (2007). Batas ambigu antara gen dan pseudogen: orang mati bangkit, atau apakah mereka ?. Tren Genetika , 23 (5), 219-224.
