Inhoud
Eukaryotische cellen hebben verschillende regio's of segmenten in hun DNA en RNA. Het menselijke genoom heeft bijvoorbeeld groeperingen die introns en exons worden genoemd in DNA- en RNA-coderende sequenties.
intronen zijn segmenten die niet coderen voor specifieke eiwitten, terwijl exons code voor eiwitten. Sommige mensen verwijzen naar introns als "junk-DNA", maar de naam is niet langer geldig in de moleculaire biologie omdat deze introns een doel kunnen hebben, en dat vaak ook doen.
Wat zijn introns en exons?
U kunt de verschillende regio's van eukaryotisch DNA en RNA in twee hoofdcategorieën verdelen: introns en exons.
exons zijn de coderende gebieden van DNA-sequenties die overeenkomen met eiwitten. Aan de andere kant, introns zijn het DNA / RNA gevonden in de ruimtes tussen exons. Ze coderen niet, wat betekent dat ze niet leiden tot eiwitsynthese, maar ze zijn belangrijk voor genexpressie.
De genetische code bestaat uit de nucleotidesequenties die de genetische informatie voor een organisme bevatten. In deze tripletcode wordt a genoemd codondrie nucleotiden of basen coderen voor één aminozuur. De cellen kunnen eiwitten opbouwen uit de aminozuren. Hoewel er slechts vier basistypes zijn, kunnen de cellen 20 verschillende aminozuren maken van de eiwitcoderende genen.
Als je naar de genetische code kijkt, vormen exons de coderende regio's en bestaan er introns tussen de exons. Introns worden "gesplitst" of "gesneden" uit de mRNA-sequentie en worden dus niet vertaald in aminozuren tijdens het translatieproces.
Waarom zijn introns belangrijk?
Introns creëren extra werk voor de cel omdat ze repliceren met elke divisie, en cellen moeten introns verwijderen om het uiteindelijke messenger RNA (mRNA) product te maken. Organismen moeten energie besteden om ze kwijt te raken.
Dus waarom zijn ze daar?
Introns zijn belangrijk voor genexpressie en regulatie. De cel transcribeert introns om pre-mRNA te helpen vormen. Introns kunnen ook helpen bepalen waar bepaalde genen worden vertaald.
In menselijke genen is ongeveer 97 procent van de sequenties niet-coderend (het exacte percentage varieert afhankelijk van de referentie die u gebruikt), en introns spelen een vitale rol in genexpressie. Het aantal introns in je lichaam is groter dan exons.
Wanneer onderzoekers kunstmatig intronische sequenties verwijderen, kan de expressie van een enkel gen of veel genen naar beneden gaan. Introns kunnen regulerende sequenties hebben die genexpressie regelen.
In sommige gevallen kunnen introns kleine RNA-moleculen maken van de stukken die worden uitgesneden. Afhankelijk van het gen kunnen ook verschillende gebieden van het DNA / RNA veranderen van introns naar exons. Dit heet alternatieve splitsing en het staat dezelfde sequentie van DNA toe om te coderen voor meerdere verschillende eiwitten.
Gerelateerd artikel: Nucleïnezuren: structuur, functie, typen en voorbeelden
Introns kunnen vormen micro RNA (miRNA), die genexpressie helpt verhogen of verlagen. Micro-RNA's zijn enkele strengen RNA-moleculen die meestal ongeveer 22 nucleotiden hebben. Ze zijn betrokken bij genexpressie na transcriptie en RNA-silencing die genexpressie remt, zodat de cellen stoppen met het maken van bepaalde eiwitten. Een manier om aan miRNA's te denken, is te denken dat ze kleine interferentie bieden die mRNA onderbreekt.
Hoe worden introns verwerkt?
Tijdens transcriptie kopieert de cel het te maken gen pre-mRNA en omvat zowel introns als exons. De cel moet de niet-coderende gebieden uit mRNA verwijderen vóór vertaling. Met RNA-splitsing kan de cel intronsequenties verwijderen en de exons samenvoegen om coderende nucleotidesequenties te maken. Deze spliceosomale actie creëert volwassen mRNA uit het intronverlies dat kan doorgaan met vertalen.
spliceosoom, die enzymcomplexen zijn met een combinatie van RNA's en eiwitten, uitvoeren RNA-splitsing in de cellen om mRNA te maken dat alleen coderende sequenties heeft. Als ze de introns niet verwijderen, kan de cel de verkeerde eiwitten maken of helemaal niets.
Introns hebben een markersequentie of splitsingsplaats die een spliceosoom kan herkennen, zodat het weet waar het op elk specifiek intron moet knippen. Vervolgens kan het spliceosoom de exon-stukken aan elkaar lijmen of afbinden.
Alternatieve splitsing, zoals eerder vermeld, stelt cellen in staat om twee of meer vormen van mRNA uit hetzelfde gen te vormen, afhankelijk van hoe het wordt gesplitst. De cellen in mensen en andere organismen kunnen verschillende eiwitten maken van mRNA-splitsing. Gedurende alternatieve splitsingwordt één pre-mRNA op twee of meer manieren gesplitst. Splicing creëert verschillende volwassen mRNA's die coderen voor verschillende eiwitten.