Eukaryota celler har olika regioner eller segment inom sig DNA och RNA. Till exempel har det humana genomet grupperingar som kallas introner och exoner i DNA- och RNA-kodande sekvenser.
Introns är segment som inte kodar för specifika proteiner, medan exoner kod för proteiner. Vissa människor hänvisar till introner som "skräp-DNA", men namnet är inte längre giltigt i molekylärbiologi eftersom dessa introner kan och ofta tjänar ett syfte.
Vad är introner och exoner?
Du kan dela upp de olika regionerna av eukaryot DNA och RNA i två huvudkategorier: introner och exoner.
Exoner är de kodande regionerna för DNA-sekvenser som motsvarar proteiner. Å andra sidan, introner är DNA / RNA som finns i mellanrummen mellan exonerna. De kodar inte, vilket betyder att de inte leder till proteinsyntes, men de är viktiga för genexpression.
De genetisk kod består av nukleotidsekvenserna som bär den genetiska informationen för en organism. I den här triplettkoden, kallad a kodon, tre nukleotider eller baskoder för en
aminosyra. Cellerna kan bygga proteiner från aminosyrorna. Även om det bara finns fyra bastyper kan cellerna göra 20 olika aminosyror från de proteinkodande generna.När du tittar på den genetiska koden utgör exoner kodningsregionerna och introner finns mellan exonerna. Introner "splitsas" eller "klipps ut" ur mRNA-sekvensen och översätts således inte till aminosyror under översättningsförfarandet.
Varför är introner viktiga?
Introns skapar extra arbete för cellen eftersom de replikerar med varje uppdelning och celler måste ta bort introner för att göra finalen budbärar-RNA (mRNA) -produkt. Organismer måste ägna energi för att bli av med dem.
Så varför är de där?
Introns är viktiga för genuttryck och reglering. Cellen transkriberar introner för att hjälpa till att bilda pre-mRNA. Introns kan också hjälpa till att kontrollera var vissa gener översätts.
I humana gener är cirka 97 procent av sekvenserna icke-kodande (den exakta procenten varierar beroende på vilken referens du använder), och introner spelar en viktig roll i genuttryck. Antalet introner i din kropp är större än exoner.
När forskare artificiellt tar bort introniska sekvenser kan uttrycket av en enda gen eller många gener gå ner. Introner kan ha reglerande sekvenser som styr genuttryck.
I vissa fall kan introner bli små RNA-molekyler från bitarna som klipps ut. Beroende på genen kan olika områden av DNA / RNA också förändras från intron till exon. Det här kallas alternativ skarvning och det tillåter att samma sekvens av DNA kodar för flera olika proteiner.
Relaterad artikel: Nukleinsyror: struktur, funktion, typer och exempel
Introns kan bildas mikro-RNA (miRNA), som hjälper upp- eller nedreglering av genuttryck. Mikro-RNA är enstaka strängar av RNA-molekyler som vanligtvis har cirka 22 nukleotider. De är involverade i genuttryck efter transkription och RNA-tystnad som hämmar genuttryck, så cellerna slutar göra specifika proteiner. Ett sätt att tänka på miRNA är att föreställa sig att de ger mindre störningar som stör mRNA.
Hur bearbetas introner?
Under transkriptionen kopierar cellen den gen som ska tillverkas pre-mRNA och inkluderar både introner och exoner. Cellen måste ta bort de icke-kodande regionerna från mRNA före översättning. RNA-skarvning gör att cellen kan ta bort intronsekvenser och gå med i exonerna för att skapa kodande nukleotidsekvenser. Denna spliceosomala åtgärd skapar mogen mRNA från intronförlusten som kan fortsätta till översättning.
Spliceosomes, som är enzymkomplex med en kombination av RNA och protein, genomför RNA-skarvning i cellerna för att skapa mRNA som bara har kodande sekvenser. Om de inte tar bort intronerna kan cellen göra fel proteiner eller ingenting alls.
Introner har en markörsekvens eller skarvplats som en spliceosom kan känna igen, så den vet var man ska klippa på varje specifikt intron. Sedan kan spliceosomen limma eller ligera ihop exonbitarna.
Alternativ skarvning, som vi nämnde tidigare, gör det möjligt för celler att bilda två eller flera former av mRNA från samma gen, beroende på hur det splitsas. Cellerna i människor och andra organismer kan göra olika proteiner från mRNA-skarvning. Under alternativ skarvning, ett pre-mRNA skarvs på två eller flera sätt. Skarvning skapar olika mogna mRNA som kodar för olika proteiner.