Альтернативный сплайсинг и посттрансляционная модификация белков являются ключевыми процессами, которые вносят вклад в протеомное разнообразие у эукариот. Давайте рассмотрим, как они взаимосвязаны и как их нарушения могут привести к нейродегенеративным заболеваниям.

Альтернативный сплайсинг — это процесс, при котором из одного гена может быть получено несколько вариантов мРНК. Это происходит за счет того, что разные экзоны могут быть включены или исключены из окончательной мРНК, что, в свою очередь, приводит к образованию различных форм белка. Это разнообразие позволяет клеткам адаптироваться к различным условиям и выполнять специфические функции.

После синтеза белков на рибосомах белки могут подвергаться различным модификациям, таким как:

• фосфорилирование;
• гликозилирование;
• ацетилирование;
• убиквитинирование.

Эти модификации могут влиять на активность, стабильность, локализацию и взаимодействие белков с другими молекулами. Таким образом, посттрансляционные модификации добавляют еще один уровень регуляции, который способствует увеличению функционального разнообразия белков.

Альтернативный сплайсинг и посттрансляционные модификации работают в тандеме для создания функционально разнообразного протеома. Например, разные изоформы белков, полученные в результате альтернативного сплайсинга, могут подвергаться различным модификациям, что дополнительно увеличивает их разнообразие и функциональные возможности.

Ошибки в альтернативном сплайсинге и посттрансляционных модификациях могут приводить к образованию дефектных белков, которые могут нарушать нормальную функцию клеток. Это может происходить следующим образом:

• Нарушение функции белков: Дефектные белки могут потерять свою активность или, наоборот, стать токсичными для клеток.
• Накопление агрегаций: Некоторые белки, измененные в результате аномального сплайсинга или модификации, могут агрегироваться, что приводит к образованию токсичных комплексов.
• Нарушение клеточной сигнализации: Измененные белки могут влиять на сигнальные пути, что может вызывать клеточную дисфункцию.

Примеры нейродегенеративных заболеваний, связанных с этими механизмами, включают болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона и боковой амиотрофический склероз. В этих заболеваниях наблюдаются нарушения в метаболизме белков, что приводит к гибели нейронов и, как следствие, к клиническим проявлениям заболеваний.

Таким образом, альтернативный сплайсинг и посттрансляционные модификации играют важную роль в обеспечении протеомного разнообразия, а их нарушения могут иметь серьезные последствия для здоровья, в том числе приводить к нейродегенеративным заболеваниям.