Yksinkertaisia ja monimutkaisia transkriptioyksiköitä löytyy eukaryoottien geeneistä
Eukaryoottien geenejä, jotka tuottavat vain yhdenlaista mRNA:ta, joka koodaa vain yhtä proteiinia, kutsutaan yksinkertaisiksi transkriptioyksiköiksi. Mutaatiot eksoneissa, introneissa ja transkriptiota kontrolloivilla alueilla voivat kaikki vaikuttaa yksinkertaisten transkriptioyksiköiden koodaamien proteiinien ilmentymiseen (kuva 9-1b). Toisin kuin jotkin mutaatiot bakteerien operoneissa, jotka voivat vaikuttaa useisiin proteiineihin, mutaatiot yksinkertaisissa eukaryoottisissa transkriptioyksiköissä voivat vaikuttaa vain yhteen proteiiniin.
Vaikka monet eukaryoottien transkriptioyksiköt ovat yksinkertaisia, monimutkaiset transkriptioyksiköt ovat melko yleisiä monisoluisissa organismeissa. Kompleksisten transkriptioyksiköiden koodaamaa primaarista RNA-transkriptiota voidaan käsitellä useammalla kuin yhdellä tavalla käyttämällä vaihtoehtoisia poly(A)-paikkoja tai liitospaikkoja, mikä johtaa eri eksoneja sisältävien mRNA:iden muodostumiseen. Esimerkiksi transkriptioyksikkö, joka sisältää kaksi tai useampia poly(A)-paikkoja, voi tuottaa erilaisia mRNA:ita, joilla kullakin on samat 5′-eksonit mutta erilaiset 3′-eksonit (kuva9-2a). Toinen vaihtoehtoisen RNA:n prosessoinnin tyyppi, ns. eksonien skippaus, tuottaa mRNA:ta, jolla on samat 5′- ja 3′-eksonit mutta erilaiset sisäiset eksonit (kuva 9-2b). Esimerkkejä molemmista vaihtoehtoisista RNA-prosessoinnin tyypeistä esiintyy Drosophilan sukupuolisen erilaistumisen aikana (ks. kuva 11-26). Yleensä joissakin solutyypeissä tuotetaan kompleksisesta transkriptioyksiköstä yhtä mRNA:ta ja toisissa solutyypeissä vaihtoehtoista mRNA:ta. Esimerkiksi erot fibroblastien ja hepatosyyttien primaarisen fibronektiinin transkriptin RNA:n splikoinnissa määräävät, sisältääkö erittyvä proteiini domeeneja, jotka tarttuvat solun pintoihin (ks. kuva 11-24).
Kuva 9-2
Kaksi esimerkkiä kompleksisista eukaryoottisista transkriptioyksiköistä ja mutaatioiden vaikutus koodattujen valkuaisaineiden ilmentymiseen. Kompleksisesta transkriptioyksiköstä (sininen) transkriboitua RNA:ta voidaan käsitellä vaihtoehtoisilla tavoilla siten, että saadaan kaksi tai useampi toiminnallinenmonokistroninen (lisää…)
Vaihtoehtoisten mRNA:iden yhteiseen kontrollialueeseen tai eksoniin kohdistuva mutaatio vaikuttaa kaikkiin kyseisen kompleksisen transkriptioyksikön koodaamiin vaihtoehtoisiin proteiineihin. Toisaalta mutaatiot eksonissa, joka esiintyy vain yhdessä vaihtoehtoisessa mRNA:ssa, vaikuttavat vain kyseisen mRNA:n koodaamaan proteiiniin. Näin ollen geenin molekyylimääritelmän ja geneettisen komplementtiryhmän välinen suhde ei ole aina suoraviivainen kompleksisten transkriptioyksiköiden osalta. Esimerkiksi kuvassa 9-2a esitetty kompleksinen transkriptioyksikkö koodaa kahta proteiinia, joilla on sama N-terminaalinen sekvenssi, jota koodaavat niiden yhteiset 5′ eksonit, ja erilainen C-terminaalinen sekvenssi, jota koodaavat niiden yksilölliset 3′ eksonit.Mutaatio b vaikuttaa mRNA:n 1 koodaamaan proteiiniin ja mutaatioc mRNA:n 2 koodaamaan proteiiniin. Mutaatiotb ja c täydentävät toisiaan geneettisessä täydentävyystestissä, vaikka ne esiintyvät samassa geenissä, koska kromosomi, jossa on mutaatio b, voi ilmentää normaalia proteiinia, jota koodaa alempi mRNA, ja kromosomi, jossa on mutaatio c, voi ilmentää normaalia proteiinia, jota koodaa ylempi mRNA. Kromosomi, jossa on mutaatioa molemmille mRNA:ille yhteisessä eksonissa, ei kuitenkaan täydentäisi kumpaakaan mutaatiota b tai c. Toisin sanoen mutaatio a olisi samoissa komplementtiryhmissä kuin mutaatiot b ja c, vaikka b ja c eivät olisikaan samassa komplementtiryhmässä!