Eukariontske celice imajo znotraj sebe različne regije ali segmente DNA in RNA. Na primer, človeški genom ima skupine, imenovane introne in eksone v zaporedjih, ki kodirajo DNA in RNA.
Introns so segmenti, ki ne kodirajo določenih beljakovin, medtem ko eksoni koda za beljakovine. Nekateri introne imenujejo "junk DNA", vendar to ime v molekularni biologiji ne velja več, ker ti introni lahko in pogosto tudi služijo svojemu namenu.
Kaj so introni in eksoni?
Različna območja evkariontske DNA in RNA lahko razdelite v dve glavni kategoriji: introni in eksoni.
Exons so kodirna območja zaporedij DNA, ki ustrezajo beljakovinam. Po drugi strani, introni so DNA / RNA, ki jih najdemo v presledkih med eksoni. Nekodirajo, kar pomeni, da ne vodijo v sintezo beljakovin, so pa pomembni za izražanje genov.
The genetska koda je sestavljen iz nukleotidnih zaporedij, ki nosijo genetske informacije za organizem. V tej trojni kodi, imenovani kodon, trije nukleotidi ali baze kodirajo enega aminokislina. Celice lahko gradijo beljakovine iz aminokislin. Čeprav obstajajo samo štiri osnovne vrste, lahko celice iz genov, ki kodirajo beljakovine, tvorijo 20 različnih aminokislin.
Ko pogledate genetsko kodo, eksoni sestavljajo kodirne regije in introni obstajajo med eksoni. Introni se "spojijo" ali "izrežejo" iz zaporedja mRNA in se tako med prevajanjem ne prevedejo v aminokisline.
Zakaj so introni pomembni?
Introni ustvarijo dodatno delo za celico, ker se ponovijo z vsako delitvijo, celice pa morajo odstraniti introne, da bodo končne sel RNA (mRNA) produkt. Organizmi se morajo posvetiti energiji, da se jih rešijo.
Zakaj so torej tam?
Introni so pomembni za izražanje in uravnavanje genov. Celica prepiše introne, da pomaga tvoriti pre-mRNA. Introni lahko pomagajo tudi pri nadzoru, kam se prevajajo določeni geni.
V človeških genih je približno 97 odstotkov zaporedij nekodiranih (natančen odstotek se razlikuje glede na to, katero referenco uporabite), introni pa igrajo ključno vlogo pri izražanju genov. Število intronov v telesu je večje od eksonov.
Ko raziskovalci umetno odstranijo intronske sekvence, lahko ekspresija enega ali več genov upade. Introni imajo lahko regulativna zaporedja, ki nadzorujejo izražanje genov.
V nekaterih primerih so introni lahko majhni Molekule RNA iz kosov, ki so izrezani. Odvisno od gena se lahko različna področja DNA / RNA spremenijo iz intronov v eksone. To se imenuje alternativno spajanje in omogoča, da isto zaporedje DNA kodira več različnih proteinov.
Povezani članek: Nukleinske kisline: zgradba, delovanje, tipi in primeri
Lahko se oblikujejo introni mikro RNA (miRNA), ki pomaga uravnavati izražanje genov navzgor ali navzdol. Mikro RNA so enojne verige molekul RNA, ki imajo običajno približno 22 nukleotidov. Vključeni so v izražanje genov po transkripciji in utišanju RNA, ki zavira izražanje genov, zato celice prenehajo proizvajati določene beljakovine. Eden od načinov razmišljanja o miRNA je, da si predstavljamo, da zagotavljajo manjše motnje, ki prekinjajo mRNA.
Kako se obdelujejo introni?
Med prepisovanjem celica kopira gen, da nastane pred mRNA in vključuje tako introne kot eksone. Celica mora pred translacijo odstraniti nekodirajoče regije iz mRNA. Spajanje RNA omogoča celici, da odstrani intronska zaporedja in združi eksone, da naredi kodirajoča nukleotidna zaporedja. To spliceosomsko delovanje ustvarja zrelo mRNA iz izgube introna, ki se lahko nadaljuje do prevajanja.
Spliceosomi, ki so encimski kompleksi s kombinacijo RNK in beljakovin Spajanje RNA v celicah, da tvorijo mRNA, ki ima samo kodirna zaporedja. Če intronov ne odstranijo, lahko celica tvori napačne beljakovine ali sploh nič.
Introni imajo zaporedje označevalcev ali mesto spajanja, ki ga lahko spliceosom prepozna, tako da ve, kje je treba odrezati vsak posamezen intron. Nato lahko spliceosom lepi ali poveže eksonske koščke.
Alternativno spajanje, kot smo že omenili, omogoča celicam, da tvorijo dve ali več oblik mRNA iz istega gena, odvisno od tega, kako je spojen. Celice v ljudeh in drugih organizmih lahko tvorijo različne beljakovine iz spajanja mRNA. Med alternativno spajanjese ena pre-mRNA spoji na dva ali več načinov. Spajanje ustvarja različne zrele mRNA, ki kodirajo različne beljakovine.