As células eucarióticas têm diferentes regiões ou segmentos dentro de seus DNA e RNA. Por exemplo, o genoma humano possui agrupamentos chamados íntrons e exons em sequências de codificação de DNA e RNA.
Íntrons são segmentos que não codificam para proteínas específicas, enquanto exons código para proteínas. Algumas pessoas se referem aos íntrons como "DNA lixo", mas o nome não é mais válido na biologia molecular porque esses íntrons podem servir a um propósito, e freqüentemente o fazem.
O que são íntrons e exons?
Você pode dividir as diferentes regiões de DNA e RNA eucariótico em duas categorias principais: íntrons e exons.
Exons são as regiões codificadoras de sequências de DNA que correspondem a proteínas. Por outro lado, íntrons são o DNA / RNA encontrados nos espaços entre os exons. Eles não são codificantes, o que significa que não levam à síntese de proteínas, mas são importantes para expressão genetica.
O Código genético consiste nas sequências de nucleotídeos que carregam a informação genética de um organismo. Neste código tripleto, chamado de
códon, três nucleotídeos ou códigos de bases para um aminoácido. As células podem construir proteínas a partir dos aminoácidos. Embora existam apenas quatro tipos de base, as células podem produzir 20 aminoácidos diferentes a partir dos genes codificadores de proteínas.Quando você olha para o código genético, os exons constituem as regiões codificantes e os íntrons existem entre os exons. Os íntrons são "unidos" ou "cortados" da sequência de mRNA e, portanto, não são traduzidos em aminoácidos durante o processo de tradução.
Por que os introns são importantes?
Os íntrons criam trabalho extra para a célula porque eles se replicam a cada divisão, e as células devem remover os íntrons para fazer o RNA mensageiro (mRNA) produto. Os organismos precisam dedicar energia para se livrar deles.
Então, por que eles estão lá?
Os íntrons são importantes para expressão e regulação gênica. A célula transcreve íntrons para ajudar a formar o pré-mRNA. Os íntrons também podem ajudar a controlar onde certos genes são traduzidos.
Nos genes humanos, cerca de 97% das sequências não são codificantes (a porcentagem exata varia dependendo da referência que você usa) e os íntrons desempenham um papel vital na expressão do gene. O número de íntrons em seu corpo é maior do que os exons.
Quando os pesquisadores removem artificialmente as sequências intrônicas, a expressão de um único gene ou de muitos genes pode diminuir. Os íntrons podem ter sequências regulatórias que controlam a expressão gênica.
Em alguns casos, os íntrons podem fazer pequenos Moléculas de RNA das peças que são cortadas. Além disso, dependendo do gene, diferentes áreas do DNA / RNA podem mudar de íntrons para exons. Isso é chamado emenda alternativa e permite que a mesma sequência de DNA codifique várias proteínas diferentes.
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Os íntrons podem formar micro RNA (miRNA), que ajuda a regular para cima ou para baixo a expressão gênica. Micro RNAs são fitas simples de moléculas de RNA que geralmente têm cerca de 22 nucleotídeos. Eles estão envolvidos na expressão gênica após a transcrição e silenciamento do RNA que inibe a expressão gênica, de modo que as células param de produzir proteínas específicas. Uma maneira de pensar nos miRNAs é imaginar que eles fornecem uma pequena interferência que interrompe o mRNA.
Como os íntrons são processados?
Durante a transcrição, a célula copia o gene para fazer pré-mRNA e inclui íntrons e exons. A célula tem que remover as regiões não codificantes do mRNA antes da tradução. O splicing de RNA permite que a célula remova as sequências de íntrons e junte-se aos exons para fazer sequências de nucleotídeos codificantes. Esta ação spliceosomal cria mRNA maduro a partir da perda do íntron que pode continuar para a tradução.
Spliceosomes, que são complexos enzimáticos com uma combinação de RNAs e proteínas, realizam Splicing de RNA nas células para fazer mRNA que tem apenas sequências de codificação. Se eles não removerem os íntrons, a célula pode produzir as proteínas erradas ou nada.
Os íntrons têm uma sequência de marcadores ou local de união que um spliceossomo pode reconhecer, portanto, ele sabe onde cortar cada íntron específico. Em seguida, o spliceosome pode colar ou ligar as peças do exon.
O splicing alternativo, como mencionamos anteriormente, permite que as células formem duas ou mais formas de mRNA do mesmo gene, dependendo de como ele é splicado. As células em humanos e outros organismos podem produzir proteínas diferentes a partir do splicing do mRNA. No decorrer emenda alternativa, um pré-mRNA é dividido de duas ou mais maneiras. O splicing cria diferentes mRNAs maduros que codificam para diferentes proteínas.