Intron: Definisjon, funksjon og betydning i RNA-spleising

Eukaryote celler har forskjellige regioner eller segmenter innenfor seg DNA og RNA. For eksempel har det menneskelige genom grupperinger kalt introner og eksoner i DNA- og RNA-kodende sekvenser.

Introns er segmenter som ikke koder for spesifikke proteiner, mens eksoner kode for proteiner. Noen mennesker omtaler introner som "søppel-DNA", men navnet er ikke lenger gyldig i molekylærbiologi fordi disse intronene kan, og ofte, tjene et formål.

Du kan dele de forskjellige regionene av eukaryot DNA og RNA i to hovedkategorier: introner og eksoner.

Eksoner er de kodende regionene til DNA-sekvenser som tilsvarer proteiner. På den andre siden, introner er DNA / RNA som finnes i mellomrommene mellom eksoner. De er ikke-kodende, noe som betyr at de ikke fører til proteinsyntese, men de er viktige for genuttrykk.

De genetisk kode består av nukleotidsekvensene som bærer genetisk informasjon for en organisme. I denne tripletkoden, kalt a kodon, tre nukleotider eller baser koder for en

Når du ser på den genetiske koden, utgjør eksoner kodingsregionene og intronene eksisterer mellom eksonene. Introner blir "spleiset" eller "kuttet" ut av mRNA-sekvensen og blir dermed ikke oversatt til aminosyrer under oversettelsesprosessen.

Introns skaper ekstra arbeid for cellen fordi de replikerer med hver inndeling, og celler må fjerne introner for å komme til finalen messenger RNA (mRNA) produkt. Organismer må bruke energi for å bli kvitt dem.

Så hvorfor er de der?

Introns er viktig for genuttrykk og regulering. Cellen transkriberer introner for å danne pre-mRNA. Introns kan også bidra til å kontrollere hvor visse gener blir oversatt.

I humane gener er omtrent 97 prosent av sekvensene ikke-kodende (den nøyaktige prosentandelen varierer avhengig av hvilken referanse du bruker), og introner spiller en viktig rolle i genuttrykk. Antallet introner i kroppen din er større enn exons.

Når forskere kunstig fjerner introniske sekvenser, kan uttrykket av et enkelt gen eller mange gener gå ned. Introns kan ha reguleringssekvenser som styrer genuttrykk.

I noen tilfeller kan introner bli små RNA-molekyler fra bitene som er kuttet ut. Avhengig av genet kan forskjellige områder av DNA / RNA også endres fra introner til exoner. Dette kalles alternativ spleising og det tillater at den samme DNA-sekvensen koder for flere forskjellige proteiner.

Relatert artikkel: Nukleinsyrer: Struktur, funksjon, typer og eksempler

Introns kan dannes mikro-RNA (miRNA), som hjelper opp- eller nedregulering av genuttrykk. Mikro-RNA er enkeltstrenger av RNA-molekyler som vanligvis har omtrent 22 nukleotider. De er involvert i genekspresjon etter transkripsjon og RNA-demping som hemmer genuttrykk, slik at cellene slutter å lage bestemte proteiner. En måte å tenke på miRNAs er å forestille seg at de gir mindre forstyrrelser som forstyrrer mRNA.

Under transkripsjon kopierer cellen genet for å lage pre-mRNA og inkluderer både introner og eksoner. Cellen må fjerne de ikke-kodende regionene fra mRNA før oversettelse. RNA-spleising lar cellen fjerne intronsekvenser og bli med i eksonene for å lage kodende nukleotidsekvenser. Denne spliceosomale handlingen skaper modent mRNA fra introntapet som kan fortsette til oversettelse.

Spliceosomes, som er enzymkomplekser med en kombinasjon av RNA og protein, utføres RNA spleising i cellene for å lage mRNA som bare har kodende sekvenser. Hvis de ikke fjerner intronene, kan cellen lage feil proteiner eller ingenting.

Introns har en markørsekvens eller spleisningssted som et spleisosom kan gjenkjenne, slik at den vet hvor den skal kuttes på hvert bestemt intron. Deretter kan spleisosomet lim eller ligere eksonbitene sammen.

Alternativ spleising, som vi nevnte tidligere, lar celler danne to eller flere former for mRNA fra samme gen, avhengig av hvordan det spleises. Cellene i mennesker og andre organismer kan lage forskjellige proteiner fra mRNA-spleising. I løpet av alternativ spleising, blir en pre-mRNA spleiset på to eller flere måter. Spleising skaper forskjellige modne mRNAer som koder for forskjellige proteiner.