Eukariotų ląstelės turi skirtingus regionus ar segmentus DNR ir RNR. Pavyzdžiui, žmogaus genomo DNR ir RNR koduojančiose sekose yra grupių, vadinamų intronais ir egzonais.
Intronai yra segmentai, kurie nekoduoja specifinių baltymų, o egzonai koduoti baltymus. Kai kurie žmonės intronus vadina „šiukšlių DNR“, tačiau molekulinėse biologijose šis pavadinimas nebegalioja, nes šie intronai gali ir dažnai pasitarnauja.
Kas yra intronai ir egzonai?
Skirtingus eukariotų DNR ir RNR regionus galite suskirstyti į dvi pagrindines kategorijas: intronai ir egzonai.
Egzonai yra koduojantys DNR sekų regionai, atitinkantys baltymus. Iš kitos pusės, intronai yra DNR / RNR, randamos tarpuose tarp egzonų. Jie nėra koduojami, vadinasi, jie neveda į baltymų sintezę, tačiau jie yra svarbūs genų ekspresija.
The genetinis kodas susideda iš nukleotidų sekų, pernešančių genetinę organizmo informaciją. Šiame tripleto kode, vadinamame a kodonas, trys nukleotidai arba bazės koduoja vieną amino rūgštis. Ląstelės gali sukurti baltymus iš aminorūgščių. Nors bazių tipai yra tik keturi, ląstelės iš baltymus koduojančių genų gali pagaminti 20 skirtingų amino rūgščių.
Pažvelgus į genetinį kodą, egzonai sudaro koduojančius regionus, o tarp egzonų egzistuoja intronai. Intronai yra „sujungiami“ arba „iškirpti“ iš mRNR sekos ir todėl jų transliacijos metu jie nėra verčiami į aminorūgštis.
Kodėl intronai yra svarbūs?
Intronai sukuria papildomą darbą ląstelei, nes jie kartojasi su kiekvienu dalijimu, o ląstelės turi pašalinti intronus, kad būtų galutinis pasiuntinio RNR (mRNR) produktas. Organizmai turi skirti energijos, kad jų atsikratytų.
Tai kodėl jie ten?
Intronai yra svarbūs genų ekspresija ir reguliavimas. Ląstelė perrašo intronus, kad padėtų susidaryti išankstinei MRNR. Intronai taip pat gali padėti kontroliuoti, kur verčiami tam tikri genai.
Žmogaus genuose apie 97 procentai sekų nėra koduojamos (tikslus procentas skiriasi priklausomai nuo to, kurią nuorodą naudojate), o intronai vaidina gyvybiškai svarbų vaidmenį genų ekspresijoje. Intronų skaičius jūsų kūne yra didesnis nei egzonų.
Kai tyrėjai dirbtinai pašalina intronines sekas, gali sumažėti vieno geno ar daugelio genų raiška. Intronai gali turėti reguliavimo sekas, kurios kontroliuoja genų ekspresiją.
Kai kuriais atvejais intronai gali būti maži RNR molekulės iš išpjautų gabalų. Be to, priklausomai nuo geno, skirtingos DNR / RNR sritys gali keistis iš intronų į egzonus. Tai vadinama alternatyvus sujungimas ir tai leidžia tai pačiai DNR sekai koduoti kelis skirtingus baltymus.
Susijęs straipsnis: Nukleorūgštys: struktūra, funkcija, tipai ir pavyzdžiai
Gali susidaryti intronai mikro RNR (miRNR), kuri padeda aukštyn arba žemyn reguliuoti genų ekspresiją. Mikro RNR yra vienos RNR molekulių grandinės, kurios paprastai turi apie 22 nukleotidus. Jie dalyvauja genų ekspresijoje po transkripcijos ir RNR nutildymo, kuris slopina genų ekspresiją, todėl ląstelės nustoja gaminti tam tikrus baltymus. Vienas iš būdų galvoti apie miRNR yra įsivaizduoti, kad jie sukelia nedidelius trukdžius, kurie pertraukia mRNR.
Kaip apdorojami intronai?
Transkripcijos metu ląstelė nukopijuoja geną, kad gautų prieš iRNR ir apima tiek intronus, tiek egzonus. Prieš transliaciją ląstelė turi pašalinti nekoduojančius regionus iš mRNR. RNR sujungimas leidžia ląstelei pašalinti intronų sekas ir prisijungti prie eksonų, kad būtų sudarytos koduojančios nukleotidų sekos. Šis spliceosominis veiksmas sukuria brandžią MRT iš introno praradimo, kuris gali tęstis vertimu.
Spliceosomos, kurie yra fermentų kompleksai su RNR ir baltymų deriniu, atlieka RNR sujungimas ląstelėse padaryti MRNR, turinčią tik koduojančias sekas. Jei jie nepašalina intronų, ląstelė gali pagaminti neteisingus baltymus arba visiškai nieko.
Intronai turi žymeklių seką arba sujungimo vietą, kurią spliceosoma gali atpažinti, taigi ji žino, kur reikia supjaustyti kiekvieną konkretų introną. Tuomet pleisosoma gali suklijuoti arba perrišti egzono gabalus.
Alternatyvus sujungimas, kaip minėjome anksčiau, leidžia ląstelėms iš to paties geno formuoti dvi ar daugiau mRNR formų, priklausomai nuo to, kaip ji yra sujungta. Žmonių ir kitų organizmų ląstelės gali sudaryti skirtingus baltymus, sujungdami MRNR. Per alternatyvus sujungimas, viena išankstinė MRNR yra sujungta dviem ar daugiau būdų. Sujungus sukuriamos skirtingos brandžios MRNR, kurios koduoja skirtingus baltymus.