Eukaryoottisoluilla on eri alueita tai segmenttejä niiden sisällä DNA ja RNA. Esimerkiksi ihmisen genomissa on ryhmiä, joita kutsutaan introneiksi ja eksoneiksi DNA: ta ja RNA: ta koodaavissa sekvensseissä.
Intronit ovat segmenttejä, jotka eivät koodaa spesifisiä proteiineja, kun taas eksonit koodaa proteiineja. Jotkut ihmiset kutsuvat introneja "roska-DNA: ksi", mutta nimi ei ole enää pätevä molekyylibiologiassa, koska nämä intronit voivat palvella tarkoitusta ja usein toimivatkin.
Mitä ovat intronit ja eksonit?
Voit jakaa eukaryoottisen DNA: n ja RNA: n eri alueet kahteen pääryhmään: intronit ja eksonit.
Eksonit ovat proteiineja vastaavien DNA-sekvenssien koodaavat alueet. Toisaalta, intronit ovat DNA: ta / RNA: ta, joka löytyy eksonien välisistä tiloista. Ne eivät ole koodaavia, eli ne eivät johda proteiinisynteesiin, mutta ne ovat tärkeitä geenien ilmentyminen.
geneettinen koodi koostuu nukleotidisekvensseistä, jotka kuljettavat organismin geneettistä tietoa. Tässä triplettikoodissa, jota kutsutaan a
kodoni, kolme nukleotidia tai emästä koodaa yhtä aminohappo. Solut voivat rakentaa proteiineja aminohapoista. Vaikka emäsmalleja on vain neljä, solut voivat valmistaa 20 erilaista aminohappoa proteiineja koodaavista geeneistä.Kun tarkastelet geneettistä koodia, eksonit muodostavat koodaavat alueet ja eksonien välillä on introneja. Intronit "liitetään" tai "leikataan" pois mRNA-sekvenssistä, eivätkä ne siten transloidu aminohapoiksi translaatioprosessin aikana.
Miksi intronit ovat tärkeitä?
Intronit luovat ylimääräistä työtä solulle, koska ne replikoituvat jokaisen jaon kanssa, ja solujen on poistettava intronit saadakseen lopullisen lähettäjän RNA (mRNA) -tuote. Organismien on omistettava energia päästäkseen eroon niistä.
Joten miksi he ovat siellä?
Intronit ovat tärkeitä geenien ilmentyminen ja säätely. Solu transkriptoi introneja auttaakseen muodostamaan pre-mRNA: n. Intronit voivat myös auttaa hallitsemaan tiettyjen geenien kääntymistä.
Ihmisen geeneissä noin 97 prosenttia sekvensseistä on koodaamattomia (tarkka prosenttimäärä vaihtelee käytetyn viitteen mukaan), ja introneilla on tärkeä rooli geenien ilmentämisessä. Kehosi intronien määrä on suurempi kuin eksonit.
Kun tutkijat poistavat keinotekoisesti introniset sekvenssit, yksittäisen geenin tai monien geenien ilmentyminen voi laskea. Introneilla voi olla säätelysekvenssejä, jotka säätelevät geeniekspressiota.
Joissakin tapauksissa intronit voivat tehdä pienistä RNA-molekyylit leikattuista paloista. Geenistä riippuen myös DNA: n / RNA: n eri alueet voivat muuttua introneista eksoneiksi. Tätä kutsutaan vaihtoehtoinen liitos ja se sallii saman DNA-sekvenssin koodaavan useita eri proteiineja.
Aiheeseen liittyvä artikkeli: Nukleiinihapot: rakenne, toiminta, tyypit ja esimerkit
Introneja voi muodostua mikro-RNA (miRNA), joka auttaa säätelemään ylös- tai alaspäin geeniekspressiota. Mikro-RNA: t ovat RNA-molekyylien yksittäisiä säikeitä, joissa on yleensä noin 22 nukleotidia. Ne ovat mukana geeniekspressiossa transkription ja geeniekspressiota estävän RNA-vaimennuksen jälkeen, joten solut lopettavat tiettyjen proteiinien valmistamisen. Yksi tapa ajatella miRNA: ita on kuvitella, että ne aiheuttavat vähäisiä häiriöitä, jotka keskeyttävät mRNA: n.
Kuinka introneja käsitellään?
Transkription aikana solu kopioi valmistettavan geenin pre-mRNA ja sisältää sekä introneja että eksoneja. Solun on poistettava ei-koodaavat alueet mRNA: sta ennen translaatiota. RNA-silmukoinnin avulla solu voi poistaa intronisekvenssit ja liittyä eksoneihin koodaavien nukleotidisekvenssien muodostamiseksi. Tämä spliceosomaalinen toiminta luo kypsän mRNA: n intronihäviöstä, joka voi jatkua translaatioon.
Jatkossalit, jotka ovat entsyymikomplekseja RNA: n ja proteiinin yhdistelmän kanssa, suoritetaan RNA-liitos soluissa mRNA: n valmistamiseksi, jolla on vain koodaavia sekvenssejä. Jos ne eivät poista introneja, solu voi tehdä väärät proteiinit tai ei ollenkaan mitään.
Introneilla on markkerisekvenssi tai silmukointikohta, jonka silmukoituminen voi tunnistaa, joten se tietää, mihin leikata kukin tietty introni. Sitten silmukoituminen voi liimata tai sitoa eksonikappaleet yhteen.
Vaihtoehtoinen silmukointi, kuten aiemmin mainitsimme, sallii solujen muodostaa kaksi tai useampia mRNA-muotoja samasta geenistä, riippuen siitä, miten se on liitetty. Ihmisen ja muiden organismien solut voivat tehdä erilaisia proteiineja mRNA: n silmukoinnista. Aikana vaihtoehtoinen liitos, yksi pre-mRNA silmukoidaan kahdella tai useammalla tavalla. Splisointi luo erilaisia kypsiä mRNA: ita, jotka koodaavat erilaisia proteiineja.