Еукаріотичні клітини мають різні регіони або сегменти всередині своїх ДНК і РНК. Наприклад, геном людини має групи, що називаються інтронами та екзонами в кодуючих послідовностях ДНК та РНК.
Інтрони є сегментами, які не кодують конкретні білки, тоді як екзони код для білків. Деякі люди називають інтрони "непотрібною ДНК", але ця назва більше не діє в молекулярній біології, оскільки ці інтрони можуть, і часто роблять, слугувати певній цілі.
Що таке інтрони та екзони?
Ви можете розділити різні регіони еукаріотичної ДНК і РНК на дві основні категорії: інтрони і екзони.
Екзони є кодуючими областями послідовностей ДНК, які відповідають білкам. З іншої сторони, інтрони - це ДНК / РНК, знайдені в просторах між екзонами. Вони некодують, тобто не ведуть до синтезу білка, але важливі для експресія гена.
генетичний код складається з нуклеотидних послідовностей, які несуть генетичну інформацію для організму. У цьому триплетному коді, який називається a кодон, три нуклеотиди або основи кодують один амінокислота
. Клітини можуть будувати білки з амінокислот. Хоча існує лише чотири базових типи, клітини можуть утворювати 20 різних амінокислот із генів, що кодують білок.Коли ви дивитесь на генетичний код, екзони складають області кодування, а інтрони існують між екзонами. Інтрони "зрощуються" або "вирізаються" з послідовності мРНК і, таким чином, не перекладаються в амінокислоти в процесі трансляції.
Чому Інтрони важливі?
Інтрони створюють додаткову роботу для клітини, оскільки вони копіюються з кожним поділом, і клітини повинні видалити інтрони, щоб зробити остаточний месенджер РНК продукт (мРНК). Організми повинні приділяти енергію, щоб позбутися від них.
То чому вони там?
Інтрони важливі для експресія та регуляція генів. Клітина транскрибує інтрони, щоб допомогти утворити пре-мРНК. Інтрони також можуть допомогти контролювати, куди перекладаються певні гени.
У людських генах близько 97 відсотків послідовностей не кодуються (точний відсоток варіюється залежно від того, яке посилання ви використовуєте), а інтрони відіграють важливу роль у експресії генів. Кількість інтронів у вашому тілі перевищує екзони.
Коли дослідники штучно видаляють інтронні послідовності, експресія одного гена або багатьох генів може знизитися. Інтрони можуть мати регуляторні послідовності, які контролюють експресію генів.
У деяких випадках інтрони можуть бути невеликими Молекули РНК із шматочків, які вирізані. Крім того, залежно від гена, різні ділянки ДНК / РНК можуть змінюватися від інтронів до екзонів. Це називається альтернативне зрощування і це дозволяє одній і тій же послідовності ДНК кодувати кілька різних білків.
Пов’язана стаття: Нуклеїнові кислоти: структура, функції, типи та приклади
Можуть формуватися інтрони мікро РНК (miRNA), який допомагає регулювати експресію генів вгору або вниз. Мікро РНК - це окремі ланцюги молекул РНК, які зазвичай мають близько 22 нуклеотидів. Вони беруть участь у експресії генів після транскрипції та мовчання РНК, що пригнічує експресію генів, тому клітини перестають виробляти певні білки. Одним із способів думати про міРНК є уявити, що вони забезпечують незначні перешкоди, що переривають мРНК.
Як обробляються інтрони?
Під час транскрипції клітина копіює ген для створення пре-мРНК і включає як інтрони, так і екзони. Клітина повинна видалити некодуючі області з мРНК перед трансляцією. Зрощування РНК дозволяє клітині видаляти інтронні послідовності та приєднувати екзони для створення кодуючих нуклеотидних послідовностей. Ця сплайсосомна дія створює зрілу мРНК із втрати інтрону, яка може продовжуватись до трансляції.
Спліцеосоми, які є ферментними комплексами з поєднанням РНК і білка, здійснюють Зрощення РНК в клітинах для утворення мРНК, яка має лише кодуючі послідовності. Якщо вони не видаляють інтрони, тоді клітина може виробляти неправильні білки або взагалі нічого.
Інтрони мають маркерну послідовність або ділянку сплайсингу, яку може розпізнати сплайсосома, тому він знає, де вирізати кожен конкретний інтрон. Потім сплайсосома може склеювати або лігувати шматки екзону.
Альтернативне сплайсинг, як ми вже згадували раніше, дозволяє клітинам утворювати дві або більше форми мРНК з одного і того ж гена, залежно від способу сплайсингу. Клітини людини та інших організмів можуть виробляти різні білки із сплайсингу мРНК. Під час альтернативне зрощування, одна пре-мРНК зрощується двома або більше способами. Зрощування створює різні зрілі мРНК, які кодують різні білки.