Eukaryotické buňky mají v sobě různé oblasti nebo segmenty DNA a RNA. Lidský genom má například seskupení nazývaná introny a exony v sekvencích kódujících DNA a RNA.
Introny jsou segmenty, které nekódují specifické proteiny exony kód pro proteiny. Někteří lidé označují introny jako „haraburdí DNA“, ale název již v molekulární biologii neplatí, protože tyto introny mohou a často slouží svému účelu.
Co jsou introny a exony?
Různé oblasti eukaryotické DNA a RNA můžete rozdělit do dvou hlavních kategorií: introny a exony.
Exons jsou kódující oblasti sekvencí DNA, které odpovídají proteinům. Na druhou stranu, introny jsou DNA / RNA nalezené v prostorech mezi exony. Nejsou kódující, což znamená, že nevedou k syntéze bílkovin, ale jsou pro ně důležité genová exprese.
The genetický kód se skládá z nukleotidových sekvencí, které nesou genetickou informaci pro organismus. V tomto tripletovém kódu, nazývaném a kodon, tři nukleotidy nebo báze kódují jeden aminokyselina. Buňky mohou z aminokyselin vytvářet bílkoviny. I když existují pouze čtyři základní typy, buňky mohou z genů kódujících proteiny vytvořit 20 různých aminokyselin.
Když se podíváte na genetický kód, exony tvoří kódující oblasti a mezi exony existují introny. Introny jsou „sestřiženy“ nebo „vystřiženy“ ze sekvence mRNA, a proto se během translačního procesu nepřekládají na aminokyseliny.
Proč jsou introny důležité?
Introny vytvářejí pro buňku další práci, protože se replikují s každým dělením, a buňky musí odstranit introny, aby byly konečné messenger RNA (mRNA) produkt. Organismy musí věnovat energii, aby se jich zbavily.
Tak proč tam jsou?
Introny jsou důležité pro genová exprese a regulace. Buňka přepisuje introny, aby pomohla vytvořit pre-mRNA. Introny mohou také pomoci řídit, kde jsou určité geny přeloženy.
V lidských genech asi 97 procent sekvencí nekóduje (přesné procento se liší v závislosti na tom, jaký odkaz použijete) a introny hrají zásadní roli v genové expresi. Počet intronů ve vašem těle je větší než exony.
Když vědci uměle odstraní intronové sekvence, může exprese jednoho genu nebo mnoha genů klesnout. Introny mohou mít regulační sekvence, které řídí genovou expresi.
V některých případech mohou být introny malé Molekuly RNA z vyříznutých kousků. V závislosti na genu se také mohou různé oblasti DNA / RNA změnit z intronů na exony. Tomu se říká alternativní sestřih a umožňuje stejné sekvenci DNA kódovat více různých proteinů.
Související článek: Nukleové kyseliny: struktura, funkce, typy a příklady
Mohou se tvořit introny mikro RNA (miRNA), která pomáhá up- nebo down-regulovat genovou expresi. Mikro RNA jsou jednotlivé řetězce molekul RNA, které mají obvykle přibližně 22 nukleotidů. Podílejí se na genové expresi po transkripci a umlčení RNA, které inhibuje genovou expresi, takže buňky přestávají vytvářet konkrétní proteiny. Jedním ze způsobů, jak přemýšlet o miRNA, je představit si, že poskytují malou interferenci, která přerušuje mRNA.
Jak jsou zpracovávány introny?
Během transkripce buňka kopíruje vytvořený gen pre-mRNA a zahrnuje introny i exony. Buňka musí před translací odstranit nekódující oblasti z mRNA. Sestřih RNA umožňuje buňce odstranit intronové sekvence a spojit exony, aby vytvořily kódující nukleotidové sekvence. Tato spliceosomální akce vytváří zralou mRNA ze ztráty intronu, která může pokračovat v translaci.
Spliceosomy, což jsou enzymové komplexy s kombinací RNA a proteinu Sestřih RNA v buňkách, aby se vytvořila mRNA, která má pouze kódující sekvence. Pokud neodstraní introny, může buňka vytvářet špatné proteiny nebo vůbec nic.
Introny mají markerovou sekvenci nebo místo sestřihu, které spliceosom dokáže rozpoznat, takže ví, kde se má nařezat na každý konkrétní intron. Potom může spliceosom lepit nebo ligovat kousky exonu dohromady.
Alternativní sestřih, jak jsme zmínili dříve, umožňuje buňkám tvořit dvě nebo více forem mRNA ze stejného genu, v závislosti na tom, jak je sestříhán. Buňky v lidech a jiných organismech mohou vytvářet různé proteiny ze sestřihu mRNA. Během alternativní sestřih, jedna pre-mRNA je spojena dvěma nebo více způsoby. Spojování vytváří různé zralé mRNA, které kódují různé proteiny.