תוֹכֶן
לתאים האוקריוטים יש אזורים או קטעים שונים בתוך ה- DNA וה- RNA שלהם. לדוגמה, בגנום האנושי יש קבוצות הנקראות אינטרונים ואקסונים ברצפי קידוד DNA ו- RNA.
אינטרונים הם מקטעים שאינם מקודדים חלבונים ספציפיים אקסונים קוד לחלבונים. יש אנשים שמתייחסים לאינטרונים כ- "DNA זבל", אך השם כבר לא תקף בביולוגיה מולקולרית מכיוון שהאינטרונים הללו יכולים, ולעתים קרובות לעשות כן, לשרת מטרה.
מה הם אינטרונים ומושגים?
אתה יכול לחלק את האזורים השונים של ה- DNA האוקריוטי ו- RNA לשתי קטגוריות עיקריות: אינטרונים ו אקסונים.
אקסונים הם האזורים המקודדים של רצפי DNA המתאימים לחלבונים. מצד שני, אינטרונים הם ה- DNA / RNA שנמצא במרווחים שבין אקסונים. הם לא מקודדים, כלומר הם לא מובילים לסינתזת חלבון, אך הם חשובים לביטוי גנים.
ה קוד גנטי מורכב מרצפי הנוקלאוטידים הנושאים את המידע הגנטי לאורגניזם. בקוד השלישי הזה, שנקרא א קודון, שלושה נוקליאוטידים או בסיסים קוד עבור חומצת אמינו אחת. התאים יכולים לבנות חלבונים מחומצות האמינו. למרות שישנם רק ארבעה סוגים בסיסיים, התאים יכולים לייצר 20 חומצות אמינו שונות מהגנים המקודדים לחלבון.
כשמסתכלים על הקוד הגנטי, אקסונים מהווים את האזורים המקודדים ואינטרונים קיימים בין האקסונים. האנטרונים "מפוצלים" או "חותכים" אותם מרצף ה- mRNA ולכן אינם מתורגמים לחומצות אמינו במהלך תהליך התרגום.
מדוע האינטרונים חשובים?
האינטרונים יוצרים עבודה נוספת עבור התא מכיוון שהם משכפלים עם כל חלוקה, ועל התאים להסיר אינטרונים כדי להפוך את המוצר RNA המסנג'ר האחרון (mRNA). אורגניזמים צריכים להקדיש אנרגיה כדי להיפטר מהם.
אז למה הם שם?
האינטרונים חשובים עבורם ביטוי גנים ויסות. התא מתמלל אינטרונים כדי לסייע ביצירת טרום mRNA. האינטרונים יכולים גם לעזור לשלוט היכן מתורגמים גנים מסוימים.
בגנים אנושיים, כ -97 אחוז מהרצפים אינם מקודדים (האחוז המדויק משתנה תלוי באיזו הפניה אתה משתמש), ואינטרונים ממלאים תפקיד חיוני בביטוי הגנים. מספר האינטרונים בגופך גדול ממספר אקסונים.
כאשר החוקרים מסירים באופן מלאכותי רצפים אינטרוניים, הביטוי של גן בודד או גנים רבים יכולים לרדת. לאינטרונים יכולים להיות רצפי ויסות השולטים בביטוי גנים.
בחלק מהמקרים אינטרונים יכולים לייצר מולקולות RNA קטנות מהחלקים שנחתכים. כמו כן, תלוי בגן, אזורים שונים ב- DNA / RNA יכולים להשתנות מאינטרונים לאקסונים. זה נקרא שחבור אלטרנטיבי וזה מאפשר לאותה רצף של DNA לקוד עבור מספר חלבונים שונים.
מאמר קשור: חומצות גרעין: מבנה, פונקציה, סוגים ודוגמאות
אינטרונים יכולים להיווצר מיקרו RNA (miRNA), העוזר לווסת את ביטוי הגנים או להוריד אותו. RNA מיקרו הם גדילים יחידים של מולקולות RNA שיש בדרך כלל כ 22 נוקלאוטידים. הם מעורבים בביטוי גנים לאחר שעתוק והשתקת RNA שמעכבים את ביטוי הגנים, ולכן התאים מפסיקים לייצר חלבונים מסוימים. אחת הדרכים לחשוב על miRNA היא לדמיין שהם מספקים הפרעות קלות שמפריעות ל- mRNA.
כיצד מעובדים האינטרונים?
במהלך התעתיק, התא מעתיק את הגן ליצור טרום mRNA וכולל גם אינטרונים וגם אקסונים. התא צריך להסיר את האזורים הלא מקודדים מ- mRNA לפני התרגום. שחבור RNA מאפשר לתא להסיר רצפי אינטרון ולהצטרף לאקסונים לייצור רצפי נוקליאוטידים. הפעולה המשתהלת הזו יוצרת mRNA בוגר מאובדן האינטרון שיכול להמשיך לתרגום.
שקעים, שהם קומפלקסים אנזימים עם שילוב של RNA וחלבון, מבצעים שחבור RNA בתאים כדי ליצור mRNA שיש לו רק רצפי קידוד. אם הם לא מסירים את האינטרונים, התא יכול לייצר חלבונים שגויים או כלום.
לאינטרונים יש רצף סמן או אתר חיתוך שאותו spliceosome יכול לזהות, כך שהוא יודע איפה לחתוך על כל אינטרון ספציפי. לאחר מכן, השברוזוזום יכול להדביק או לקשור את חלקי האקסון יחד.
שחבור אלטרנטיבי, כפי שהזכרנו קודם, מאפשר לתאים ליצור שתי צורות או יותר של mRNA מאותו גן, תלוי איך הוא משלב. התאים בבני אדם ובאורגניזמים אחרים יכולים לייצר חלבונים שונים משחבור mRNA. במהלך שחבור אלטרנטיבי, לפני-mRNA אחד משוחק בשתי דרכים או יותר. שחבור יוצר mRNAs בוגרים שונים המקודדים לחלבונים שונים.