Chromosom na niedzielę – chromosom 10

Chromosom 10 ma 132 mln par zasad. Znajduje się na nim 1787 genów, w tym 816 kodujących białka, i 430 pseudogenów. 85 loci na tym chromosomie wiąże się z chorobami, jak zwykle kilka przykładów można znaleźć w Wikipedii. U szympansów, goryli i makaków, ale także u kotów można znaleźć homologiczny chromosom, natomiast u małpiatek i małp szerokonosych, a także u wielu innych ssaków (foki, łasice, ryjówki, konie) bloki sekwencji homologicznych do naszego chromosomu 10 znajdują się na dwóch chromosomach (a czasem nawet na trzech). Część naukowców opowiadała się za hipotezą, że wspólny przodek ssaków łożyskowych miał jeden chromosom homologiczny do chromosomu 10, jednak nowsze badania sugerują, że miał on dwa chromosomy, z których jeden odpowiadał dłuższemu, a drugi krótszemu ramieniu naszego chromosomu 10.

Na chromosomie 10 położona jest grupa genów kodujących enzymy należące do rodziny cytochromu P450, a dokładniej do podrodziny 2C (CYP2C). Ludzie mają 4 geny należące do rodziny CYP2C, oznaczone jako CYP2C18, CYP2C19, CYP2C9 i CYP2C8. Geny te są do siebie bardzo podobne pod względem sekwencji, a także struktury – wszystkie mają 9 egzonów, a sekwencje sygnalizujące granice egzon-intron są konserwowane. Enzymy te to monooksygenazy zaangażowane w metabolizm różnych ksenobiotyków, czyli związków chemicznych, które nie występują naturalnie w organizmie i nie są przez niego wykorzystywane do podtrzymywania funkcji życiowych. Ksenobiotykami są np. leki. Enzymy z podrodziny CYP2C metabolizują m. in. ibuprofen, warfarynę, paklitaksel, tamoksyfen, fluoksetynę (Prozac) czy kannabinoidy.

Kilka lat temu naukowcy znaleźli mRNA, które zawierają kombinację egzonów z więcej niż jednego genu dla CYP2C. Być może kilka genów CYP2C jest transkrybowanych na jedną cząsteczkę RNA, a następnie powstaje z niej kilka wariantów splicingowych, w tym takie, które zawierają egzony z różnych genów, a być może zachodzi łączenie egzonów z różnych cząsteczek mRNA. Nie jest to zresztą jedyny taki przypadek – splicing międzygenowy (zwany też trans-splicing) zaobserwowano u Trypanosoma czy nicieni, ale także u ssaków. Kilka przykładów można znaleźć tu i tu. Niektóre dotyczą genów położonych na różnych chromosomach lub na tym samym, ale w różnej orientacji, co oznacza, że łączone są egzony pochodzące z różnych cząsteczek mRNA. Tak jest np. w przypadku innej grupy genów cytochromu 450 – CYP3A, które mogą dawać mRNA zawierające egzony pochodzące z genów położonych na jednym chromosomie, ale na różnych niciach. Co ciekawe, często w przypadku łączenia egzonów z różnych cząsteczek mRNA nie są wykorzystywane klasyczne elementy wyznaczające granicę między egzonem i intronem. Nietypowe elementy wyznaczają granice egzon/intron m. in. w przypadku mysiego genu Msh4, który posiada kilka wariantów mRNA, a niektóre z nich zawierają egzony pochodzące z genów położonych na innych chromosomach.

Taki mechanizm międzygenowego splicingu umożliwia zarówno tworzenie białek o nowych właściwościach, jak i zmianę regulacji ekspresji białek przez włączanie sekwencji regulatorowych znajdujących się w rejonach mRNA nieulegających translacji (UTR).