Eukaryotické bunky majú v sebe rôzne oblasti alebo segmenty DNA a RNA. Napríklad ľudský genóm má zoskupenia nazývané intróny a exóny v kódujúcich sekvenciách DNA a RNA.
Introny sú segmenty, ktoré nekódujú špecifické proteíny, zatiaľ čo exóny kód pre bielkoviny. Niektorí označujú intróny ako „odpadovú DNA“, ale názov už v molekulárnej biológii neplatí, pretože tieto intróny môžu slúžiť a často slúžia svojmu účelu.
Čo sú to intróny a exóny?
Rôzne oblasti eukaryotickej DNA a RNA môžete rozdeliť do dvoch hlavných kategórií: intróny a exóny.
Exons sú kódujúce oblasti sekvencií DNA, ktoré zodpovedajú proteínom. Na druhej strane, intróny sú DNA / RNA nachádzajúce sa v priestoroch medzi exónmi. Nie sú kódujúce, čo znamená, že nevedú k syntéze bielkovín, ale sú pre ne dôležité génová expresia.
The genetický kód Skladá sa z nukleotidových sekvencií, ktoré prenášajú genetické informácie pre organizmus. V tomto trojitom kóde nazývanom a kodón, tri nukleotidy alebo bázy kódujú jeden aminokyselina. Bunky môžu vytvárať aminokyseliny z aminokyselín. Aj keď existujú iba štyri základné typy, bunky môžu z génov kódujúcich proteíny vytvárať 20 rôznych aminokyselín.
Keď sa pozriete na genetický kód, exóny tvoria kódujúce oblasti a medzi exónmi existujú intróny. Intróny sú „zostrihané“ alebo „vystrihnuté“ zo sekvencie mRNA, a preto sa počas procesu translácie neprekladajú na aminokyseliny.
Prečo sú intróny dôležité?
Introny vytvárajú pre bunku prácu navyše, pretože sa replikujú s každým rozdelením a bunky musia odstrániť intróny, aby boli konečné messenger RNA (mRNA) produkt. Organizmy musia venovať energiu, aby sa ich zbavili.
Prečo tam teda sú?
Introny sú dôležité pre génová expresia a regulácia. Bunka prepisuje intróny, aby pomohla vytvoriť pre-mRNA. Intróny môžu tiež pomôcť kontrolovať, kde sú určité gény preložené.
V ľudských génoch asi 97 percent sekvencií nekóduje (presné percento sa líši v závislosti od použitého odkazu) a intróny hrajú zásadnú úlohu v génovej expresii. Počet intrónov vo vašom tele je väčší ako exónov.
Keď vedci umelo odstránia intrónové sekvencie, expresia jedného génu alebo mnohých génov môže klesnúť. Intróny môžu mať regulačné sekvencie, ktoré riadia génovú expresiu.
V niektorých prípadoch môžu byť intróny malé Molekuly RNA z kúskov, ktoré sú vyrezané. V závislosti od génu sa tiež môžu meniť rôzne oblasti DNA / RNA z intrónov na exóny. Toto sa volá alternatívne spájanie a umožňuje to, aby rovnaká sekvencia DNA kódovala viac rôznych proteínov.
Súvisiaci článok: Nukleové kyseliny: štruktúra, funkcia, typy a príklady
Môžu sa vytvárať intróny mikro RNA (miRNA), ktorá pomáha zvyšovať alebo znižovať expresiu génov. Mikro RNA sú jednoreťazce molekúl RNA, ktoré majú zvyčajne asi 22 nukleotidov. Podieľajú sa na génovej expresii po transkripcii a umlčaní RNA, ktoré inhibuje génovú expresiu, takže bunky prestávajú vytvárať konkrétne proteíny. Jedným zo spôsobov, ako premýšľať o miRNA, je predstaviť si, že poskytujú malú interferenciu, ktorá prerušuje mRNA.
Ako sa spracúvajú intróny?
Počas transkripcie bunka kopíruje vytvorený gén pre-mRNA a zahŕňa intróny aj exóny. Bunka musí pred transláciou odstrániť nekódujúce oblasti z mRNA. RNA zostrih umožňuje bunke odstrániť intrónové sekvencie a spojiť exóny, aby vytvorili kódujúce nukleotidové sekvencie. Táto spliceozomálna akcia vytvára zrelú mRNA zo straty intrónov, ktorá môže pokračovať v translácii.
Spliceozómy, čo sú enzýmové komplexy s kombináciou RNA a proteínu Zostrih RNA v bunkách, aby vytvorili mRNA, ktorá má iba kódujúce sekvencie. Ak neodstránia intróny, potom môže bunka vytvárať nesprávne proteíny alebo vôbec nič.
Intróny majú markerovú sekvenciu alebo miesto zostrihu, ktoré spliceozóm dokáže rozpoznať, takže vie, kde sa má strihať na každom konkrétnom intróne. Potom môže spliceozóm zlepiť alebo ligovať kúsky exónu.
Alternatívne spájanie, ako sme už spomenuli skôr, umožňuje bunkám vytvárať dve alebo viac foriem mRNA z rovnakého génu, v závislosti od spôsobu ich spájania. Bunky v ľuďoch a iných organizmoch môžu zo spojenia mRNA vytvárať rôzne proteíny. Počas alternatívne spájanie, jedna pre-mRNA je zostrihaná dvoma alebo viacerými spôsobmi. Spojením sa vytvárajú rôzne zrelé mRNA, ktoré kódujú rôzne proteíny.