Komórki eukariotyczne mają w obrębie siebie różne regiony lub segmenty DNA i RNA. Na przykład ludzki genom zawiera ugrupowania zwane intronami i eksonami w sekwencjach kodujących DNA i RNA.
Introny to segmenty, które nie kodują określonych białek, podczas gdy egzony kod dla białek. Niektórzy ludzie nazywają introny „śmieciowym DNA”, ale nazwa ta nie jest już aktualna w biologii molekularnej, ponieważ te introny mogą i często służą swojemu celowi.
Czym są introny i egzony?
Możesz podzielić różne regiony eukariotycznego DNA i RNA na dwie główne kategorie: introny i egzony.
Egzony są regionami kodującymi sekwencje DNA, które odpowiadają białkom. Z drugiej strony, introny to DNA/RNA znajdujące się w przestrzeniach między eksonami. Są niekodujące, co oznacza, że nie prowadzą do syntezy białek, ale są ważne dla Ekspresja genu.
kod genetyczny składa się z sekwencji nukleotydowych, które niosą informację genetyczną organizmu. W tym kodzie trójkowym, zwanym a kodon, trzy nukleotydy lub zasady kodują jeden
aminokwas. Komórki mogą budować białka z aminokwasów. Chociaż istnieją tylko cztery typy zasad, komórki mogą wytworzyć 20 różnych aminokwasów z genów kodujących białka.Kiedy spojrzysz na kod genetyczny, egzony tworzą regiony kodujące, a introny istnieją między eksonami. Introny są „splatane” lub „wycinane” z sekwencji mRNA, a zatem nie ulegają translacji na aminokwasy podczas procesu translacji.
Dlaczego introny są ważne?
Introny tworzą dodatkową pracę dla komórki, ponieważ replikują się z każdym podziałem, a komórki muszą usunąć introny, aby uzyskać ostateczną posłańca RNA (mRNA) produkt. Organizmy muszą poświęcić energię, aby się ich pozbyć.
Więc dlaczego tam są?
Introny są ważne dla ekspresja i regulacja genów. Komórka dokonuje transkrypcji intronów, aby pomóc w tworzeniu pre-mRNA. Introny mogą również pomóc w kontrolowaniu miejsca translacji niektórych genów.
W ludzkich genach około 97 procent sekwencji jest niekodujących (dokładny procent różni się w zależności od użytego odniesienia), a introny odgrywają istotną rolę w ekspresji genów. Liczba intronów w twoim ciele jest większa niż eksonów.
Kiedy naukowcy sztucznie usuwają sekwencje intronowe, ekspresja pojedynczego genu lub wielu genów może spaść. Introny mogą mieć sekwencje regulatorowe, które kontrolują ekspresję genów.
W niektórych przypadkach introny mogą sprawić, że będą małe Cząsteczki RNA z wyciętych kawałków. Ponadto, w zależności od genu, różne obszary DNA/RNA mogą zmieniać się z intronów na egzony. To się nazywa alternatywne łączenie i pozwala tej samej sekwencji DNA kodować wiele różnych białek.
Powiązany artykuł: Kwasy nukleinowe: struktura, funkcja, rodzaje i przykłady
Mogą tworzyć się introny mikroRNA (miRNA), który pomaga regulować ekspresję genów w górę lub w dół. MikroRNA to pojedyncze nici cząsteczek RNA, które zwykle mają około 22 nukleotydów. Biorą udział w ekspresji genów po transkrypcji i wyciszeniu RNA, co hamuje ekspresję genów, dzięki czemu komórki przestają wytwarzać określone białka. Jednym ze sposobów myślenia o miRNA jest wyobrażenie sobie, że zapewniają one niewielką interferencję, która przerywa mRNA.
Jak przetwarzane są introny?
Podczas transkrypcji komórka kopiuje gen, aby wytworzyć pre-mRNA i obejmuje zarówno introny, jak i egzony. Komórka musi usunąć regiony niekodujące z mRNA przed translacją. Splicing RNA umożliwia komórce usunięcie sekwencji intronowych i połączenie eksonów w celu utworzenia kodujących sekwencji nukleotydowych. To działanie spliceosomalne tworzy dojrzałe mRNA z utraty intronu, które może kontynuować translację.
Spliceosomy, które są kompleksami enzymatycznymi z kombinacją RNA i białka, przeprowadzają Splicing RNA w komórkach, aby wytworzyć mRNA, który ma tylko sekwencje kodujące. Jeśli nie usuną intronów, komórka może wytworzyć niewłaściwe białka lub w ogóle nic.
Introny mają sekwencję markerową lub miejsce splicingu, które spliceosom może rozpoznać, dzięki czemu wie, gdzie ciąć każdy konkretny intron. Następnie spliceosom może skleić lub zligować ze sobą fragmenty eksonu.
Splicing alternatywny, jak wspomnieliśmy wcześniej, umożliwia komórkom tworzenie dwóch lub więcej form mRNA z tego samego genu, w zależności od tego, w jaki sposób jest on składany. Komórki ludzi i innych organizmów mogą wytwarzać różne białka ze splicingu mRNA. W trakcie alternatywne łączenie, jeden pre-mRNA jest składany na dwa lub więcej sposobów. Splicing tworzy różne dojrzałe mRNA, które kodują różne białka.
