Еукариотните клетки имат различни региони или сегменти в своите ДНК и РНК. Например, човешкият геном има групи, наречени интрони и екзони в ДНК и РНК кодиращи последователности.
Интрони са сегменти, които не кодират специфични протеини, докато екзони код за протеини. Някои хора наричат интроните „нежелана ДНК“, но името вече не е валидно в молекулярната биология, тъй като тези интрони могат и често служат за определена цел.
Какво представляват интроните и екзоните?
Можете да разделите различните региони на еукариотната ДНК и РНК на две основни категории: интрони и екзони.
Екзони са кодиращите области на ДНК последователностите, които съответстват на протеини. От друга страна, интрони са ДНК / РНК, открити в пространствата между екзоните. Те не са кодиращи, което означава, че не водят до синтез на протеини, но са важни за генната експресия.
The генетичен код се състои от нуклеотидни последователности, които носят генетичната информация за организма. В този триплет код, наречен a кодон, три нуклеотида или основи кодират за един
аминокиселина. Клетките могат да изграждат протеини от аминокиселините. Въпреки че има само четири основни типа, клетките могат да образуват 20 различни аминокиселини от гените, кодиращи протеини.Когато погледнете генетичния код, екзоните съставляват кодиращите региони и интроните съществуват между екзоните. Интроните се "снаждат" или "изрязват" от иРНК последователността и по този начин не се транслират в аминокиселини по време на процеса на транслация.
Защо са важни интроните?
Интроните създават допълнителна работа за клетката, защото се репликират с всяко разделение и клетките трябва да премахнат интроните, за да направят финала пратеник РНК (mRNA) продукт. Организмите трябва да отделят енергия, за да се отърват от тях.
И така, защо са там?
Интроните са важни за генна експресия и регулация. Клетката транскрибира интрони, за да помогне за образуването на пре-иРНК. Интроните също могат да помогнат да се контролира къде се превеждат определени гени.
В човешките гени около 97 процента от последователностите са некодиращи (точните проценти варират в зависимост от това коя референция използвате) и интроните играят жизненоважна роля в генната експресия. Броят на интроните в тялото ви е по-голям от екзоните.
Когато изследователите изкуствено премахват интронни последователности, експресията на отделен ген или много гени може да намалее. Интроните могат да имат регулаторни последователности, които контролират генната експресия.
В някои случаи интроните могат да станат малки РНК молекули от парчетата, които се изрязват. Също така, в зависимост от гена, различни области на ДНК / РНК могат да се променят от интрони до екзони. Това се казва алтернативно снаждане и позволява една и съща последователност на ДНК да кодира множество различни протеини.
Свързана статия: Нуклеинови киселини: структура, функция, типове и примери
Могат да се формират интрони микро РНК (miRNA), която помага да се регулира нагоре или надолу генната експресия. Микро РНК са единични вериги на РНК молекули, които обикновено имат около 22 нуклеотида. Те участват в генната експресия след транскрипция и заглушаване на РНК, което инхибира генната експресия, така че клетките спират да произвеждат определени протеини. Един от начините да мислим за miRNAs е да си представим, че те осигуряват незначителни смущения, които прекъсват mRNA.
Как се обработват интроните?
По време на транскрипцията клетката копира гена, за да създаде пре-иРНК и включва както интрони, така и екзони. Клетката трябва да премахне некодиращите региони от иРНК преди транслация. РНК сплайсингът позволява на клетката да премахва интронни последователности и да се присъединява към екзоните, за да направи кодиращи нуклеотидни последователности. Това сплицеозомно действие създава зряла иРНК от загубата на интрон, която може да продължи към транслация.
Сплицеозоми, които са ензимни комплекси с комбинация от РНК и протеин, извършват Сплайване на РНК в клетките, за да се получи мРНК, която има само кодиращи последователности. Ако не премахнат интроните, тогава клетката може да произведе грешни протеини или изобщо нищо.
Интроните имат маркерна последователност или място на сплайсинг, което сплайцозомата може да разпознае, така че да знае къде да реже всеки конкретен интрон. След това сплайсозомата може да залепи или лигира частиците екзон заедно.
Алтернативното сплайсинг, както споменахме по-рано, позволява на клетките да образуват две или повече форми на иРНК от един и същ ген, в зависимост от това как е сплайсиран. Клетките при хора и други организми могат да произвеждат различни протеини от сплайсинг на иРНК. По време на алтернативно снаждане, една пре-иРНК се снажда по два или повече начина. Сплайсингът създава различни зрели иРНК, които кодират различни протеини.