Τα ευκαρυωτικά κύτταρα έχουν διαφορετικές περιοχές ή τμήματα εντός αυτών DNA και RNA. Για παράδειγμα, το ανθρώπινο γονιδίωμα έχει ομαδοποιήσεις που ονομάζονται ιντρόνια και εξόνια σε αλληλουχίες κωδικοποίησης DNA και RNA.
Ιντρόνια είναι τμήματα που δεν κωδικοποιούν συγκεκριμένες πρωτεΐνες, ενώ εξόνια κωδικός για πρωτεΐνες. Μερικοί άνθρωποι αναφέρονται στα ιντρόνια ως "ανεπιθύμητα DNA", αλλά το όνομα δεν ισχύει πλέον στη μοριακή βιολογία, επειδή αυτά τα ιντρόνια μπορούν, και συχνά, εξυπηρετούν έναν σκοπό.
Τι είναι τα ιντρόνια και τα εξόνια;
Μπορείτε να χωρίσετε τις διάφορες περιοχές του ευκαρυωτικού DNA και του RNA σε δύο κύριες κατηγορίες: ιντρόνια και εξόνια.
Εξόνια είναι οι κωδικοποιητικές περιοχές αλληλουχιών DNA που αντιστοιχούν σε πρωτεΐνες. Αφ 'ετέρου, ιντρόνια είναι το DNA / RNA που βρίσκεται στους χώρους μεταξύ εξονίων. Δεν κωδικοποιούν, που σημαίνει ότι δεν οδηγούν στη σύνθεση πρωτεϊνών, αλλά είναι σημαντικά για γονιδιακή έκφραση.
ο γενετικός κώδικας αποτελείται από τις νουκλεοτιδικές αλληλουχίες που μεταφέρουν τις γενετικές πληροφορίες για έναν οργανισμό. Σε αυτόν τον τριπλό κωδικό, που ονομάζεται a
Όταν κοιτάζετε τον γενετικό κώδικα, τα εξόνια αποτελούν τις κωδικοποιητικές περιοχές και τα ιντρόνια υπάρχουν μεταξύ των εξονίων. Τα ιντρόνια είναι «ματισμένα» ή «κομμένα» από την αλληλουχία mRNA και συνεπώς δεν μεταφράζονται σε αμινοξέα κατά τη διάρκεια της διαδικασίας μετάφρασης.
Γιατί είναι σημαντικά τα ιντρόνια;
Τα ιντρόνια δημιουργούν επιπλέον εργασία για το κελί επειδή αναπαράγονται με κάθε διαίρεση και τα κελιά πρέπει να αφαιρέσουν τα ιντρόνια για να κάνουν το τελικό messenger RNA (mRNA) προϊόν. Οι οργανισμοί πρέπει να αφιερώσουν ενέργεια για να τους ξεφορτωθούν.
Γιατί λοιπόν είναι εκεί;
Τα ιντρόνια είναι σημαντικά για γονιδιακή έκφραση και ρύθμιση. Το κύτταρο μεταγράφει ιντρόνια για να βοηθήσει στο σχηματισμό προ-mRNA. Τα ιντρόνια μπορούν επίσης να βοηθήσουν στον έλεγχο της μετάφρασης ορισμένων γονιδίων.
Στα ανθρώπινα γονίδια, περίπου το 97% των αλληλουχιών δεν κωδικοποιούν (το ακριβές ποσοστό ποικίλλει ανάλογα με την αναφορά που χρησιμοποιείτε) και τα ιντρόνια διαδραματίζουν ζωτικό ρόλο στην έκφραση του γονιδίου. Ο αριθμός των ιντρονίων στο σώμα σας είναι μεγαλύτερος από τα εξόνια.
Όταν οι ερευνητές αφαιρούν τεχνητά τις ενδονικές αλληλουχίες, η έκφραση ενός μόνο γονιδίου ή πολλών γονιδίων μπορεί να μειωθεί. Τα ιντρόνια μπορούν να έχουν ρυθμιστικές αλληλουχίες που ελέγχουν την έκφραση γονιδίων.
Σε ορισμένες περιπτώσεις, τα ιντρόνια μπορεί να είναι μικρά Μόρια RNA από τα κομμάτια που κόβονται. Επίσης, ανάλογα με το γονίδιο, διαφορετικές περιοχές του DNA / RNA μπορούν να αλλάξουν από ιντρόνια σε εξόνια. Αυτό ονομάζεται εναλλακτική σύνδεση και επιτρέπει στην ίδια ακολουθία DNA να κωδικοποιεί πολλαπλές διαφορετικές πρωτεΐνες.
Σχετικό άρθρο: Νουκλεϊκά οξέα: Δομή, Λειτουργία, Τύποι & Παραδείγματα
Τα ιντρόνια μπορούν να σχηματιστούν μικρο RNA (miRNA), το οποίο βοηθά στην άνω ή κάτω ρύθμιση της γονιδιακής έκφρασης. Τα μικρο RNA είναι μονόκλωνες μορίων RNA που έχουν συνήθως περίπου 22 νουκλεοτίδια. Συμμετέχουν στην γονιδιακή έκφραση μετά από μεταγραφή και σίγαση RNA που αναστέλλει την γονιδιακή έκφραση, έτσι τα κύτταρα σταματούν να παράγουν συγκεκριμένες πρωτεΐνες. Ένας τρόπος να σκεφτείτε τα miRNAs είναι να φανταστείτε ότι παρέχουν μικρές παρεμβολές που διακόπτουν το mRNA.
Πώς επεξεργάζονται τα ιντρόνια;
Κατά τη μεταγραφή, το κελί αντιγράφει το γονίδιο που θα φτιάξει προ-mRNA και περιλαμβάνει τόσο ιντρόνια όσο και εξόνια. Το κελί πρέπει να αφαιρέσει τις μη κωδικοποιητικές περιοχές από το mRNA πριν από τη μετάφραση. Το RNA splicing επιτρέπει στο κύτταρο να απομακρύνει τις αλληλουχίες ιντρονίων και να ενώσει τα εξόνια για να κάνει κωδικοποίηση νουκλεοτιδικών αλληλουχιών. Αυτή η spliceosomal δράση δημιουργεί ώριμο mRNA από την απώλεια ιντρονίου που μπορεί να συνεχιστεί στη μετάφραση.
Spliceosomes, τα οποία είναι σύμπλοκα ενζύμων με συνδυασμό RNA και πρωτεΐνης Σύνδεση RNA στα κελιά για να δημιουργήσει mRNA που έχει μόνο κωδικοποιητικές αλληλουχίες. Εάν δεν αφαιρέσουν τα ιντρόνια, τότε το κύτταρο μπορεί να παράγει λανθασμένες πρωτεΐνες ή καθόλου.
Τα ιντρόνια έχουν μια ακολουθία δείκτη ή μια θέση ματίσματος που μπορεί να αναγνωρίσει ένα στισιόσωμα, οπότε ξέρει πού να κόψει σε κάθε συγκεκριμένο ιντρόνιο. Στη συνέχεια, το spliceosome μπορεί να κολλήσει ή να συνδέσει τα εξόνια μαζί.
Το εναλλακτικό μάτισμα, όπως αναφέραμε προηγουμένως, επιτρέπει στα κύτταρα να σχηματίσουν δύο ή περισσότερες μορφές mRNA από το ίδιο γονίδιο, ανάλογα με το πώς είναι ματισμένο. Τα κύτταρα σε ανθρώπους και άλλους οργανισμούς μπορούν να παράγουν διαφορετικές πρωτεΐνες από το μάτισμα mRNA. Στη διάρκεια εναλλακτική σύνδεση, ένα προ-mRNA συνδέεται με δύο ή περισσότερους τρόπους. Η σύνδεση δημιουργεί διαφορετικά ώριμα mRNA που κωδικοποιούν διαφορετικές πρωτεΐνες.