真核細胞は、その中に異なる領域またはセグメントを持っています DNAとRNA. たとえば、ヒトゲノムには、DNAおよびRNAコード配列にイントロンおよびエクソンと呼ばれるグループがあります。
イントロン 特定のタンパク質をコードしないセグメントですが、 エクソン タンパク質のコード。 イントロンを「ジャンクDNA」と呼ぶ人もいますが、これらのイントロンは目的を果たすことができ、しばしばそうするため、分子生物学ではその名前はもはや有効ではありません。
イントロンとエクソンとは何ですか？
真核生物のDNAとRNAのさまざまな領域を、次の2つの主要なカテゴリに分類できます。 イントロン そして エクソン.
エクソン タンパク質に対応するDNA配列のコード領域です。 一方、 イントロン エクソン間のスペースにあるDNA / RNAです。 それらは非コードであり、タンパク質合成を引き起こさないことを意味しますが、それらは 遺伝子発現.
ザ・ 遺伝コード 生物の遺伝情報を運ぶヌクレオチド配列で構成されています。 このトリプレットコードでは、 コドン、3つのヌクレオチドまたは塩基が1つをコードします アミノ酸. 細胞はアミノ酸からタンパク質を作ることができます。 塩基の種類は4つしかありませんが、細胞はタンパク質をコードする遺伝子から20種類のアミノ酸を作ることができます。
遺伝暗号を見ると、エクソンがコード領域を構成しており、エクソンの間にイントロンが存在します。 イントロンはmRNA配列から「スプライシング」または「カット」されるため、翻訳プロセス中にアミノ酸に翻訳されません。
イントロンが重要なのはなぜですか？
イントロンは分裂ごとに複製するため、細胞に余分な仕事を生み出し、細胞は最終的にイントロンを除去する必要があります メッセンジャーRNA （mRNA）製品。 生物はそれらを取り除くためにエネルギーを費やさなければなりません。
では、なぜ彼らはそこにいるのでしょうか？
イントロンは 遺伝子発現と調節. 細胞はイントロンを転写してプレmRNAの形成を助けます。 イントロンは、特定の遺伝子が翻訳される場所を制御するのにも役立ちます。
ヒト遺伝子では、配列の約97％が非コードであり（正確な割合は使用する参照によって異なります）、イントロンは遺伝子発現において重要な役割を果たします。 あなたの体のイントロンの数はエクソンよりも多いです。
研究者がイントロン配列を人為的に除去すると、単一の遺伝子または多くの遺伝子の発現が低下する可能性があります。 イントロンは、遺伝子発現を制御する調節配列を持つことができます。
場合によっては、イントロンは小さくすることができます RNA分子 切り出された部分から。 また、遺伝子に応じて、DNA / RNAのさまざまな領域がイントロンからエクソンに変化する可能性があります。 これは呼ばれます 選択的スプライシング また、同じDNAシーケンスで複数の異なるタンパク質をコード化することもできます。
関連記事： 核酸：構造、機能、種類および例
イントロンは形成することができます マイクロRNA （miRNA）、遺伝子発現のアップレギュレーションまたはダウンレギュレーションを支援します。 マイクロRNAは、通常約22ヌクレオチドを持つRNA分子の一本鎖です。 それらは、転写後の遺伝子発現と遺伝子発現を阻害するRNAサイレンシングに関与しているため、細胞は特定のタンパク質の生成を停止します。 miRNAを考える1つの方法は、mRNAを妨害する小さな干渉を提供することを想像することです。
イントロンはどのように処理されますか？
転写中、細胞は遺伝子をコピーして作成します プレmRNA イントロンとエクソンの両方が含まれます。 細胞は、翻訳前にmRNAから非コード領域を除去する必要があります。 RNAスプライシングにより、細胞はイントロン配列を除去し、エクソンに結合してコーディングヌクレオチド配列を作成することができます。 このスプライセオソームの作用により、イントロンの喪失から成熟したmRNAが作成され、翻訳を続けることができます。
スプライセオソームRNAとタンパク質を組み合わせた酵素複合体である、 RNAスプライシング 細胞内でコード配列のみを持つmRNAを作成します。 それらがイントロンを除去しない場合、細胞は間違ったタンパク質を作るか、まったく何もしない可能性があります。
イントロンには、スプライセオソームが認識できるマーカー配列またはスプライス部位があるため、特定の各イントロンをどこで切断するかがわかります。 次に、スプライセオソームはエクソン片を接着または結紮することができます。
先に述べたように、選択的スプライシングは、スプライシングの方法に応じて、細胞が同じ遺伝子から2つ以上の形態のmRNAを形成することを可能にします。 人間や他の生物の細胞は、mRNAスプライシングからさまざまなタンパク質を作ることができます。 中 選択的スプライシング、1つのプレmRNAは2つ以上の方法でスプライシングされます。 スプライシングは、さまざまなタンパク質をコードするさまざまな成熟mRNAを作成します。