Le cellule eucariotiche hanno diverse regioni o segmenti all'interno della loro DNA e RNA. Ad esempio, il genoma umano ha raggruppamenti chiamati introni ed esoni nelle sequenze codificanti DNA e RNA.
introni sono segmenti che non codificano per proteine specifiche, mentre esoni codice per le proteine. Alcune persone si riferiscono agli introni come "DNA spazzatura", ma il nome non è più valido nella biologia molecolare perché questi introni possono, e spesso lo fanno, servire a uno scopo.
Cosa sono gli introni e gli esoni?
Puoi dividere le diverse regioni del DNA e dell'RNA eucariotico in due categorie principali: introni e esoni.
esoni sono le regioni codificanti delle sequenze di DNA che corrispondono alle proteine. D'altro canto, introni sono il DNA/RNA che si trova negli spazi tra gli esoni. Non sono codificanti, nel senso che non portano alla sintesi proteica, ma sono importanti per espressione genica.
Il codice genetico consiste delle sequenze nucleotidiche che trasportano le informazioni genetiche per un organismo. In questo codice tripletta, chiamato a
Quando guardi il codice genetico, gli esoni costituiscono le regioni codificanti e gli introni esistono tra gli esoni. Gli introni sono "splicing" o "tagliati" dalla sequenza dell'mRNA e quindi non vengono tradotti in amminoacidi durante il processo di traduzione.
Perché gli introni sono importanti?
Gli introni creano lavoro extra per la cellula perché si replicano ad ogni divisione e le cellule devono rimuovere gli introni per realizzare il finale RNA messaggero (mRNA) prodotto. Gli organismi devono dedicare energia per liberarsene.
Allora perché sono lì?
Gli introni sono importanti per espressione e regolazione genica. La cellula trascrive gli introni per aiutare a formare il pre-mRNA. Gli introni possono anche aiutare a controllare dove vengono tradotti determinati geni.
Nei geni umani, circa il 97 percento delle sequenze non è codificante (la percentuale esatta varia a seconda del riferimento utilizzato) e gli introni svolgono un ruolo vitale nell'espressione genica. Il numero di introni nel tuo corpo è maggiore degli esoni.
Quando i ricercatori rimuovono artificialmente le sequenze introniche, l'espressione di un singolo gene o di molti geni può diminuire. Gli introni possono avere sequenze regolatorie che controllano l'espressione genica.
In alcuni casi, gli introni possono fare piccoli molecole di RNA dai pezzi tagliati. Inoltre, a seconda del gene, diverse aree del DNA/RNA possono cambiare da introni a esoni. Questo è chiamato giunzione alternativa e consente alla stessa sequenza di DNA di codificare per più proteine diverse.
Articolo correlato: Acidi nucleici: struttura, funzione, tipi ed esempi
Gli introni possono formarsi microRNA (miRNA), che aiuta a regolare l'espressione genica. I micro RNA sono singoli filamenti di molecole di RNA che di solito hanno circa 22 nucleotidi. Sono coinvolti nell'espressione genica dopo la trascrizione e il silenziamento dell'RNA che inibisce l'espressione genica, quindi le cellule smettono di produrre particolari proteine. Un modo per pensare ai miRNA è immaginare che forniscano un'interferenza minore che interrompa l'mRNA.
Come vengono elaborati gli introni?
Durante la trascrizione, la cellula copia il gene per produrre pre-mRNA e comprende sia introni che esoni. La cellula deve rimuovere le regioni non codificanti dall'mRNA prima della traduzione. Lo splicing dell'RNA consente alla cellula di rimuovere le sequenze di introni e di unire gli esoni per creare sequenze di nucleotidi codificanti. Questa azione spliceosomiale crea mRNA maturo dalla perdita di introni che può continuare fino alla traduzione.
spliceosomi, che sono complessi enzimatici con una combinazione di RNA e proteine, svolgono splicing dell'RNA nelle cellule per produrre mRNA che ha solo sequenze codificanti. Se non rimuovono gli introni, la cellula può produrre le proteine sbagliate o niente.
Gli introni hanno una sequenza marcatore o un sito di giunzione che uno spliceosoma può riconoscere, quindi sa dove tagliare su ogni specifico introne. Quindi, lo spliceosoma può incollare o legare insieme i pezzi dell'esone.
Lo splicing alternativo, come accennato in precedenza, consente alle cellule di formare due o più forme di mRNA dallo stesso gene, a seconda di come viene unito. Le cellule dell'uomo e di altri organismi possono produrre proteine diverse dallo splicing dell'mRNA. Durante giunzione alternativa, un pre-mRNA viene unito in due o più modi. Lo splicing crea diversi mRNA maturi che codificano per diverse proteine.