Intron: Definition, funktion og betydning i RNA-splejsning

Eukaryote celler har forskellige regioner eller segmenter inden for deres DNA og RNA. For eksempel har det humane genom grupper, der kaldes introner og eksoner i DNA- og RNA-kodende sekvenser.

Introner er segmenter, der ikke koder for specifikke proteiner, mens exoner koder for proteiner. Nogle mennesker omtaler introner som "junk DNA", men navnet er ikke længere gyldigt i molekylærbiologi, fordi disse introner kan og ofte tjener et formål.
Hvad er introner og eksoner?

Du kan opdele de forskellige regioner af eukaryot DNA og RNA i to hovedkategorier: introner
og eksoner
.

Eksoner er de kodende regioner af DNA-sekvenser, der svarer til proteiner. På den anden side er introner DNA /RNA, der findes i mellemrummet mellem eksoner. De er ikke-kodende, hvilket betyder, at de ikke fører til proteinsyntese, men de er vigtige for genekspression.

Den genetiske kode
består af nukleotidsekvenserne, der bærer den genetiske information til en organisme. I denne tripletkode, kaldet en kodon
, koder tre nukleotider eller baser for en aminosyre. Cellerne kan opbygge proteiner fra aminosyrerne. Selvom der kun er fire basetyper, kan cellerne fremstille 20 forskellige aminosyrer fra de proteinkodende gener.

Når man ser på den genetiske kode, udgør eksoner de kodende regioner, og der findes introner mellem eksonerne. "skåret" ud af mRNA-sekvensen og oversættes således ikke til aminosyrer under oversættelsesprocessen.
Hvorfor er introner vigtige?

Introner skaber ekstra arbejde til cellen, fordi de replikere med hver opdeling, og celler skal fjerne introner for at fremstille det endelige messenger RNA (mRNA) produkt. Organismer skal bruge energi for at slippe af med dem.

Så hvorfor er de der?

Introner er vigtige for genekspression og regulering. Cellen transkriberer introner for at hjælpe med at danne præ-mRNA. Introner kan også hjælpe med at kontrollere, hvor bestemte gener er oversat.

I humane gener er omkring 97 procent af sekvenserne ikke-kodende (den nøjagtige procentdel varierer afhængigt af hvilken reference du bruger), og introner spiller en vigtig rolle i genekspression. Antallet af introner i din krop er større end eksoner.

Når forskere kunstigt fjerner introniske sekvenser, kan udtrykket af et enkelt gen eller mange gener falde ned. Introner kan have regulatoriske sekvenser, der kontrollerer genekspression.

I nogle tilfælde kan introner fremstille små RNA-molekyler fra stykkerne, der er udskåret. Afhængigt af genet kan forskellige områder af DNA /RNA'et også ændre sig fra introner til eksoner. Dette kaldes alternativ splejsning og det giver mulighed for den samme sekvens af DNA at kode for flere forskellige proteiner.

Relateret artikel: Nukleinsyrer: Struktur, funktion, typer og eksempler

Introner kan danne mikro RNA (miRNA), som hjælper med at op- eller nedregulere genekspression. Mikro-RNA'er er enkeltstrenge af RNA-molekyler, der normalt har ca. 22 nukleotider. De er involveret i genekspression efter transkription og RNA-lyddæmpning, der hæmmer genekspression, så cellerne holder op med at fremstille bestemte proteiner. En måde at tænke på miRNA'er er at forestille sig, at de giver mindre interferens, der afbryder mRNA.
Hvordan behandles introner?

Under transkription kopierer cellen genet til at fremstille pre-mRNA og inkluderer både introner og eksoner . Cellen skal fjerne de ikke-kodende regioner fra mRNA før translation. RNA-splejsning tillader cellen at fjerne intronsekvenser og gå sammen med eksonerne for at fremstille kodende nukleotidsekvenser. Denne spliceosomale handling skaber modent mRNA fra intron-tabet, der kan fortsætte med at oversætte.

Spliceosomer
, som er enzymkomplekser med en kombination af RNA'er og protein, udfører RNA-splejsning
i cellerne for at fremstille mRNA, der kun har kodende sekvenser. Hvis de ikke fjerner intronerne, kan cellen fremstille de forkerte proteiner eller slet intet.

Introner har en markeringssekvens eller et splejsningssted, som en splejsosom kan genkende, så den ved, hvor den skal skære på hvert specifikt intron. Derefter kan splejsosomet lime eller ligere eksonstykkerne sammen.

Alternativ splejsning, som vi nævnte tidligere, giver celler mulighed for at danne to eller flere former for mRNA fra det samme gen, afhængigt af hvordan det splejses. Cellerne i mennesker og andre organismer kan fremstille forskellige proteiner fra mRNA-splejsning. Under alternativ splejsning
er en præ-mRNA splejset på to eller flere måder. Splejsning skaber forskellige modne mRNA'er, der koder for forskellige proteiner.