Eikariotu šūnās ir dažādi reģioni vai segmenti DNS un RNS. Piemēram, cilvēka genomā ir grupas, ko DNS un RNS kodējošās sekvencijās sauc par introniem un eksoniem.
Introns ir segmenti, kas nekodē specifiskas olbaltumvielas, bet eksoni kods olbaltumvielām. Daži cilvēki atsaucas uz introniem kā "nevēlamu DNS", taču molekulārajā bioloģijā šis nosaukums vairs nav derīgs, jo šie introni var un bieži arī kalpo mērķim.
Kas ir introni un eksoni?
Eukariotu DNS un RNS dažādos reģionus varat sadalīt divās galvenajās kategorijās: introni un eksoni.
Exons ir DNS sekvenču kodēšanas reģioni, kas atbilst olbaltumvielām. No otras puses, introni ir DNS / RNS, kas atrodas atstarpēs starp eksoniem. Tie nav kodēti, tas nozīmē, ka tie nenoved pie olbaltumvielu sintēzes, bet ir svarīgi gēnu ekspresija.
The ģenētiskais kods sastāv no nukleotīdu sekvencēm, kas pārnēsā organisma ģenētisko informāciju. Šajā tripleta kodā, ko sauc par a kodons, vienam kodē trīs nukleotīdi vai bāzes aminoskābe. Šūnas var veidot olbaltumvielas no aminoskābēm. Lai gan ir tikai četri bāzes veidi, šūnas no olbaltumvielu kodējošajiem gēniem var izgatavot 20 dažādas aminoskābes.
Aplūkojot ģenētisko kodu, eksoni veido kodēšanas reģionus un starp eksoniem pastāv introni. Introni tiek "savienoti" vai "izgriezti" no mRNS sekvences un tādējādi tulkošanas procesā netiek pārveidoti aminoskābēs.
Kāpēc introni ir svarīgi?
Introni šūnai rada papildu darbu, jo tie atkārtojas ar katru dalījumu, un šūnām ir jānoņem introni, lai padarītu galīgo kurjera RNS (mRNS) produkts. Organismiem ir jāvelta enerģija, lai no tiem atbrīvotos.
Kāpēc tad viņi tur atrodas?
Introni ir svarīgi gēnu ekspresija un regulēšana. Šūna pārraksta intronus, lai palīdzētu veidot pre-mRNS. Introni var arī palīdzēt kontrolēt, kur tiek tulkoti noteikti gēni.
Cilvēka gēnos aptuveni 97 procenti sekvences nav kodētas (precīzs procents mainās atkarībā no tā, kuru atsauci izmantojat), un introniem ir būtiska loma gēnu ekspresijā. Intronu skaits jūsu ķermenī ir lielāks par eksoniem.
Kad pētnieki mākslīgi noņem introniskās sekvences, viena gēna vai daudzu gēnu izpausme var samazināties. Introniem var būt regulējošas sekvences, kas kontrolē gēnu ekspresiju.
Dažos gadījumos introni var padarīt mazus RNS molekulas no izgrieztajiem gabaliņiem. Arī atkarībā no gēna dažādas DNS / RNS zonas var mainīties no introniem uz eksoniem. To sauc alternatīva savienošana un tas ļauj vienai un tai pašai DNS secībai kodēt vairākus dažādus proteīnus.
Saistītais raksts: Nukleīnskābes: struktūra, funkcija, veidi un piemēri
Var veidoties introni mikro RNS (miRNS), kas palīdz augšup vai lejup regulēt gēnu ekspresiju. Mikro RNS ir atsevišķi RNS molekulu pavedieni, kuros parasti ir aptuveni 22 nukleotīdi. Viņi ir iesaistīti gēnu ekspresijā pēc transkripcijas un RNS apklusināšanas, kas kavē gēnu ekspresiju, tāpēc šūnas pārstāj ražot konkrētus proteīnus. Viens veids, kā domāt par miRNS, ir iedomāties, ka tie nodrošina nelielu iejaukšanos, kas pārtrauc mRNS.
Kā tiek apstrādāti introni?
Transkripcijas laikā šūna kopē iegūto gēnu pirmsmRNS un ietver gan intronus, gan eksonus. Šūnai pirms tulkošanas no mRNS jānoņem nekodējošie reģioni. RNS savienošana ļauj šūnai noņemt introna sekvences un pievienoties eksoniem, lai izveidotu kodējošas nukleotīdu sekvences. Šī spliceosomālā darbība rada nobriedušu mRNS no introna zuduma, kas var turpināties tulkošanā.
Spliceosomas, kas ir enzīmu kompleksi ar RNS un olbaltumvielu kombināciju, veic RNS savienošana šūnās, lai izveidotu mRNS, kurai ir tikai kodējošas sekvences. Ja tie nenoņem intronus, šūna var radīt nepareizus proteīnus vai vispār neko.
Introniem ir marķieru secība vai savienojuma vieta, ko spliceosoma var atpazīt, tāpēc tā zina, kur griezt katru konkrēto intronu. Tad spliceosoma var salīmēt vai sasaistīt eksona gabalus kopā.
Alternatīva savienošana, kā mēs jau minējām iepriekš, ļauj šūnām no viena un tā paša gēna veidot divas vai vairākas mRNS formas atkarībā no tā, kā tā tiek savienota. Cilvēka un citu organismu šūnas no mRNS savienošanas var iegūt dažādus proteīnus. Laikā alternatīva savienošana, viena pre-mRNS tiek savienota divos vai vairākos veidos. Sadalīšana rada dažādas nobriedušas mRNS, kas kodē dažādus proteīnus.