Eukariotske stanice unutar sebe imaju različita područja ili segmente DNA i RNA. Na primjer, ljudski genom ima grupiranja koja se nazivaju introni i egzoni u sekvencama koje kodiraju DNA i RNA.
Introns su segmenti koji ne kodiraju određene proteine, dok egzoni kod za proteine. Neki ljude introne nazivaju "smećom DNA", ali to ime više ne vrijedi u molekularnoj biologiji jer ti introni mogu, i često to čine, imati svrhu.
Što su introni i egzoni?
Možete podijeliti različite regije eukariotske DNA i RNA u dvije glavne kategorije: introni i egzoni.
Egzoni su kodirajuće regije DNA sekvenci koje odgovaraju proteinima. S druge strane, introni su DNA / RNA pronađene u razmacima između egzona. Nekodiraju se, što znači da ne vode do sinteze proteina, ali su važni za ekspresija gena.
The genetski kod sastoji se od nukleotidnih sekvenci koje nose genetske informacije za organizam. U ovom triplet kodu, koji se naziva a kodon, tri nukleotida ili baze kodiraju jedan amino kiselina. Stanice mogu graditi proteine iz aminokiselina. Iako postoje samo četiri osnovna tipa, stanice mogu stvoriti 20 različitih aminokiselina iz gena koji kodiraju proteine.
Kada pogledate genetski kod, egzoni čine područja kodiranja, a introni postoje između egzona. Introni se "spajaju" ili "izrezuju" iz sekvence mRNA i stoga se ne prevode u aminokiseline tijekom procesa translacije.
Zašto su introni važni?
Introni stvaraju dodatni rad za stanicu jer se repliciraju sa svakom podjelom, a stanice moraju ukloniti introne da bi napravile konačni glasnik RNA (mRNA) proizvod. Organizmi moraju posvetiti energiju da bi ih se riješili.
Pa zašto su tamo?
Introni su važni za ekspresija i regulacija gena. Stanica transkribira introne kako bi pomogla u stvaranju pre-mRNA. Introni također mogu pomoći u kontroli gdje se prevode određeni geni.
U ljudskim genima, oko 97 posto sekvenci je nekodirano (točan postotak varira ovisno o tome koju referencu koristite), a introni imaju vitalnu ulogu u ekspresiji gena. Broj introna u vašem tijelu veći je od egzona.
Kad istraživači umjetno uklone intronske sekvence, ekspresija jednog gena ili mnogih gena može pasti. Introni mogu imati regulatorne sekvence koje kontroliraju ekspresiju gena.
U nekim slučajevima introni mogu biti mali Molekule RNA iz dijelova koji su izrezani. Također, ovisno o genu, različita područja DNA / RNA mogu se promijeniti od introna do eksona. Ovo se zove alternativno spajanje i omogućuje da isti slijed DNA kodira više različitih proteina.
Povezani članak: Nukleinske kiseline: struktura, funkcija, vrste i primjeri
Mogu se stvoriti introni mikro RNA (miRNA), koja pomaže u regulaciji ekspresije gena prema gore ili dolje. Mikro RNA su jednostruke molekule RNA koje obično imaju oko 22 nukleotida. Uključeni su u ekspresiju gena nakon transkripcije i utišavanja RNA koji inhibiraju ekspresiju gena, pa stanice prestaju stvarati određene proteine. Jedan od načina razmišljanja o miRNA jest zamišljanje da one pružaju manje smetnje koje prekidaju mRNA.
Kako se obrađuju introni?
Tijekom transkripcije, stanica kopira gen da bi nastala pre-mRNA a uključuje i introne i eksone. Stanica prije uklanjanja mora ukloniti nekodirajuća područja iz mRNA. Spajanje RNA omogućuje stanici uklanjanje intronskih sekvenci i pridruživanje eksonima kako bi se stvorile kodirajuće nukleotidne sekvence. Ovo spliceosomsko djelovanje stvara zrelu mRNA od gubitka introna koji se može nastaviti do translacije.
Spliceosomi, koji su enzimski kompleksi s kombinacijom RNA i proteina Spajanje RNA u ćelijama stvoriti mRNA koja ima samo kodirajuće sekvence. Ako ne uklone introne, tada stanica može stvoriti pogrešne proteine ili uopće ništa.
Introni imaju slijed markera ili mjesto spajanja koje spliceosom može prepoznati, tako da zna gdje treba rezati svaki pojedini intron. Zatim, spliceosom može zalijepiti ili povezati komade egzona.
Alternativno spajanje, kao što smo ranije spomenuli, omogućuje stanicama da tvore dva ili više oblika mRNA od istog gena, ovisno o načinu spajanja. Stanice kod ljudi i drugih organizama mogu stvoriti različite proteine od spajanja mRNA. Tijekom alternativno spajanje, jedna pre-mRNA se spaja na dva ili više načina. Spajanje stvara različite zrele mRNA koje kodiraju različite proteine.