الإنترونات مقابل إكسونز: ما هي أوجه التشابه والاختلاف؟

الإنترون و exons متشابهة لأن كلاهما جزء من الشفرة الجينية للخلية لكنهما مختلفان لأن الإنترونات غير مشفرة بينما ترمز exons للبروتينات. هذا يعني أنه عند استخدام الجين لإنتاج البروتين ، يتم التخلص من الإنترونات بينما يتم استخدام الإكسونات لتخليق البروتين.

عندما تعبر الخلية عن جين معين ، فإنها تنسخ تسلسل تشفير الحمض النووي في النواة إلى رسول RNA، أو مرنا. يخرج mRNA من النواة ويخرج إلى الخلية. ثم تقوم الخلية بتجميع البروتينات وفقًا لتسلسل الترميز. تحدد البروتينات نوع الخلية التي تصبح وماذا تفعل.

خلال هذه العملية ، يتم نسخ كل من الإنترونات والإكسونات المكونة للجين. تُستخدم أجزاء ترميز exon من الحمض النووي المنسوخ لإنتاج البروتينات ، ولكن يتم فصلها بواسطة غير مشفر الإنترونات. تزيل عملية التضفير الإنترونات ويترك الرنا المرسال النواة مع قطع إكسون فقط من الحمض النووي الريبي.

على الرغم من إهمال الإنترونات ، تلعب كل من exons و introns دورًا في إنتاج البروتينات.

إكسونس هي أصل ترميز الحمض النووي للخلية باستخدام الأحماض النووية. توجد في جميع الخلايا الحية وتشكل الأساس لتسلسلات الترميز التي تكمن وراء إنتاج البروتين في الخلايا.

على العموم، بدائيات النوى، التي ليس لها نواة وفقط exons في جيناتها ، هي كائنات أبسط من حقيقيات النوى ، والتي تشمل كائنات أحادية الخلية ومتعددة الخلايا.

وبنفس الطريقة تمتلك الخلايا المعقدة إنترونات بينما الخلايا البسيطة لا تمتلكها ، تمتلك الحيوانات المعقدة إنترونات أكثر من الكائنات البسيطة. على سبيل المثال ، ذبابة الفاكهة ذبابة الفاكهة يحتوي فقط على أربعة أزواج من الكروموسومات وعدد قليل نسبيًا من الإنترونات بينما لدى البشر 23 زوجًا والمزيد من الإنترونات. في حين أنه من الواضح أي أجزاء من الجينوم البشري تُستخدم لترميز البروتينات ، فإن الأجزاء الكبيرة غير مشفرة وتشمل الإنترونات.

الحمض النووي يتكون الرمز من أزواج من القواعد النيتروجينيةالأدينين, الثايمين, السيتوزين و جوانين. تشكل القواعد الأدينين والثايمين زوجًا كما تفعل قاعدتا السيتوزين والجوانين. تمت تسمية أزواج القاعدة الأربعة المحتملة على اسم الحرف الأول من القاعدة الذي يأتي أولاً: A و C و T و G.

ثلاثة أزواج من القواعد تشكل أ كودون الذي يشفر حمض أميني معين. نظرًا لوجود أربعة احتمالات لكل من أماكن الشفرة الثلاثة ، فهناك 4³ أو 64 كودونًا ممكنًا. تقوم هذه الكودونات البالغ عددها 64 بترميز رموز البدء والإيقاف بالإضافة إلى 21 من الأحماض الأمينية ، مع بعض التكرار.

أثناء النسخ الأولي للحمض النووي في عملية تسمى النسخ، يتم نسخ كل من الإنترونات والإكسونات إلى جزيئات ما قبل الرنا المرسال. تتم إزالة الإنترونات من pre-mRNA عن طريق تضفير exons معًا. كل واجهة بين exon و intron هي موقع لصق.

ربط الحمض النووي الريبي يحدث مع الإنترونات التي تنفصل في موقع لصق وتشكل حلقة. يمكن بعد ذلك دمج مقطعي exon المجاورين معًا.

هذه العملية تخلق ناضجة مرنا الجزيئات التي تترك النواة وتتحكم في ترجمة الحمض النووي الريبي لتكوين البروتينات. يتم تجاهل الإنترونات لأن عملية النسخ تهدف إلى تخليق البروتينات ، ولا تحتوي الإنترونات على أي كودونات ذات صلة.

في حين أن دور exons في التعبير الجيني والنسخ والترجمة إلى بروتينات واضح ، تلعب الإنترونات دورًا أكثر دقة. يمكن أن تؤثر الإنترونات على التعبير الجيني من خلال وجودها في بداية exon ، ويمكنها إنشاء بروتينات مختلفة من تسلسل تشفير واحد عبر الربط البديل.

يمكن أن تلعب الإنترونات دورًا رئيسيًا في ربط تسلسل الترميز الجيني بطرق مختلفة. عندما يتم التخلص من الإنترونات من pre-mRNA للسماح بتكوين ناضجة مرنا، يمكنهم ترك أجزاء وراءهم لإنشاء تسلسلات تشفير جديدة تؤدي إلى بروتينات جديدة.

إذا تم تغيير تسلسل مقاطع exon ، يتم تكوين بروتينات أخرى وفقًا لتسلسلات كودون mRNA المتغيرة. يمكن أن تساعد مجموعة البروتين الأكثر تنوعًا الكائنات الحية على التكيف والبقاء على قيد الحياة.

والدليل على دور الإنترونات في إنتاج ميزة تطورية هو بقائها على مدى مختلف مراحل التطور إلى كائنات حية معقدة. على سبيل المثال ، وفقًا لمقال نُشر عام 2015 في علم الجينوم والمعلوماتية، يمكن أن تكون الإنترونات مصدرًا للجينات الجديدة ، ومن خلال التضفير البديل ، يمكن أن تولد الإنترونات أنواعًا مختلفة من البروتينات الموجودة.