Tartalom
Az eukarióta sejteknek különböző régiói vagy szegmenseik vannak a DNS-ben és az RNS-ben. Például, az emberi genomban vannak olyan csoportok, amelyeket intronoknak és exonoknak hívnak a DNS és RNS kódoló szekvenciákban.
intronokat olyan szegmensek, amelyek nem kódolnak specifikus fehérjéket, míg exon a fehérjék kódja. Egyesek az intronokat "szemét DNS-nek" nevezik, de a név már nem érvényes a molekuláris biológiában, mivel ezek az intronok bizonyos célokat szolgálhatnak és gyakran is szolgálnak.
Mik az intronok és az exonok?
Az eukarióta DNS és az RNS különböző régióit két fő kategóriába lehet osztani: intron és exon.
exonok a fehérjéknek megfelelő DNS-szekvenciák kódoló régiói. Másrészről, intron az exonok közötti térben található DNS / RNS. Nem kódolóak, vagyis nem vezetnek fehérjeszintézishez, de fontosak a gén expressziójához.
A genetikai kód azon nukleotidszekvenciákból áll, amelyek a szervezet genetikai információit hordozzák. Ebben a hármas kódban, az úgynevezett a kodon, három nukleotid vagy bázis kódol egy aminosavat. A sejtek fehérjéket építhetnek az aminosavakból. Bár csak négy bázistípus létezik, a sejtek 20 különböző aminosavat tudnak előállítani a fehérjét kódoló génekből.
Ha megvizsgáljuk a genetikai kódot, az exonok alkotják a kódoló régiókat, és az intronok között léteznek intronok. Az intronokat "összeillesztjük" vagy "kivágjuk" az mRNS-szekvenciából, így a transzlációs folyamat során nem fordulnak aminosavakba.
Miért fontosak az intronok?
Az intronok extra munkát hoznak létre a sejt számára, mert replikálódnak az egyes osztásokkal, és a sejteknek el kell távolítaniuk az intronokat, hogy elkészítsék a végső messenger RNS (mRNS) terméket. A szervezeteknek energiát kell szentelniük, hogy megszabaduljanak tőlük.
Miért vannak ott?
A intrák fontosak gén expresszió és szabályozás. A sejt átírja az intronokat, hogy elősegítse a pre-mRNS kialakulását. Az intronok segíthetnek bizonyos gének lefordításának ellenőrzésében is.
Az emberi génekben a szekvenciák körülbelül 97% -a nem kódoló (a pontos százalék a felhasznált referenciától függ), és az intronok létfontosságú szerepet játszanak a gén expressziójában. A szervezetben az intronok száma nagyobb, mint az exonoké.
Amikor a kutatók mesterségesen eltávolítják az intronikus szekvenciákat, akkor egyetlen gén vagy sok gén expressziója csökkenhet. Az intronok szabályozó szekvenciákkal rendelkezhetnek, amelyek szabályozzák a gén expresszióját.
Egyes esetekben az intronok kis RNS-molekulákat készíthetnek a kivágott darabokból. Ezenkívül, a géntől függően, a DNS / RNS különböző területei intronokról exonokra változhatnak. Ezt nevezik alternatív illesztés és lehetővé teszi, hogy ugyanaz a DNS-szekvencia kódolja több különböző fehérjét.
Kapcsolódó cikk: Nukleinsavak: szerkezet, funkció, típusok és példák
Intronok alakulhatnak ki mikro RNS (miRNS), amely elősegíti a gén expressziójának fel- vagy lefelé történő szabályozását. A mikro-RNS-ek az RNS-molekulák egyszálú szálai, amelyek általában körülbelül 22 nukleotidot tartalmaznak. Részt vesznek a gén expressziójában transzkripció és RNS elnémítás után, ami gátolja a gén expresszióját, így a sejtek leállítják az egyes fehérjék előállítását. A miRNS-ek gondolkodásának egyik módja az, hogy elképzeljük, hogy azok kisebb zavarást biztosítanak, amelyek megszakítják az mRNS-t.
Hogyan dolgozzák fel az intronokat?
A transzkripció során a sejt másolja a készítendő gént pre-mRNS és tartalmaz mind intront, mind exont. A sejtnek transzláció előtt el kell távolítania a nem kódoló régiókat az mRNS-ből. Az RNS splicing lehetővé teszi a sejt számára, hogy eltávolítsa az intronszekvenciákat és csatlakozzon az exonokhoz, hogy kódoló nukleotidszekvenciákat hozzon létre. Ez a spliciceoszomális hatás érett mRNS-t hoz létre az intronvesztésből, amely folytatódhat a transzlációig.
Spliceosomesamelyek enzimkomplexek az RNS-ek és a fehérje kombinációjával, végrehajtják RNS splicing a sejtekben olyan mRNS előállítására, amely csak kódoló szekvenciákat tartalmaz. Ha nem távolítják el az intronokat, akkor a sejt rossz proteineket tud előállítani, vagy egyáltalán semmit sem tud előállítani.
Az intronoknak van egy markerszekvenciájuk vagy illesztési helyük, amelyet egy spliceoszóma képes felismerni, tehát tudja, hová kell vágni minden egyes intront. Ezután a spliciceoszóma ragaszthatja vagy összeillesztheti az exon darabokat.
Az alternatív illesztés, amint azt korábban már említettük, lehetővé teszi a sejtek számára, hogy két vagy több mRNS formát képezzenek ugyanabból a génből, attól függően, hogy miként illesztik össze. Az emberek és más szervezetek sejtjei különféle fehérjéket tudnak előállítani az mRNS splicingjéből. Alatt alternatív illesztés, egy pre-mRNS-t két vagy több módon összekapcsolunk. A splicing különböző érett mRNS-eket hoz létre, amelyek különböző fehérjéket kódolnak.