Определение экзона
Экзон является кодирующей областью ген которая содержит информацию, необходимую для кодирования белка. У эукариот гены состоят из кодирующих экзонов, вкрапленных некодирующими интронами. Эти интроны затем удаляются, чтобы сделать функционирующую мессенджер РНК (мРНК ), который может быть переведен в белок.
Структура экзона
Экзоны состоят из отрезков ДНК, которые в конечном итоге будут переведены в аминокислоты и белки. В ДНК эукариотических организмов экзоны могут быть вместе в непрерывном гене или разделены интронами в прерывистом гене. Когда ген транскрибируется в пре-мРНК, транскрипт содержит как интроны, так и экзоны. Затем пре-мРНК обрабатывается и интроны сращиваются из молекула, Зрелые мРНК могут иметь длину от нескольких сотен до нескольких тысяч нуклеотидов.
Зрелая мРНК состоит из экзонов и коротких нетранслируемых областей (UTR) на обоих концах. Экзоны составляют заключительную рамку считывания, которая состоит из нуклеотидов, расположенных в виде триплетов. Рамка для чтения начинается с стартовый кодон (обычно AUG) и заканчивается кодоном терминации. Нуклеотиды расположены триплетами, поскольку каждая аминокислота кодируетсянуклеотид последовательность.
Функция экзона
Экзоны представляют собой фрагменты кодирующей ДНК, которые кодируют белки. Разные экзоны кодируют разные домены белка. Домены могут кодироваться одним экзоном или несколькими экзонами, сращенными вместе. Наличие экзонов и интронов обеспечивает большую молекулярную эволюцию в процессе перестановки экзонов. Перестановка экзонов происходит, когда во время рекомбинации происходит обмен экзонов на сестринских хромосомах. Это позволяет формировать новые гены.
Экзоны также позволяют транслировать несколько белков из одного и того же гена через альтернативный сплайсинг, Этот процесс позволяет расположить экзоны в различных комбинациях при удалении интронов. Различные конфигурации могут включать полное удаление экзона, включение части экзона или включение части интрон, Альтернативный сплайсинг может происходить в одном и том же месте для получения разных вариантов гена с похожей ролью, такого как ген slo человека, или он может происходить в разных клетка или ткань типы, такие как ген альфа-амилазы мыши. Альтернативный сплайсинг и дефекты альтернативного сплайсинга могут привести к ряду заболеваний, включая алкоголизм и рак.
Человеческий ген slo
Примером экстремального альтернативного сплайсинга является ген slo человека, который кодирует трансмембранный белок, участвующий в регуляции проникновения калия в волосковые клетки внутреннего уха, что приводит к восприятию частоты. Ген состоит из 35 экзонов, которые могут объединяться с образованием более 500 мРНК путем удаления от одного до восьми экзонов. Различные мРНК определяют, какие звуковые частоты можно услышать.
Ген альфа-амилазы мыши
Ген альфа-амилазы мыши кодирует две разные мРНК – одну в слюнные железы и один в печень, Какой из транскриптов мРНК образуется, контролируется различными промоторами, специфичными для типа ткани. В этом случае обработанная мРНК содержит те же два экзона, что приводит к одному и тому же белку, но она регулируется тканеспецифичным промотором.
викторина
1. Для какого белка кодируется количество экзонов?A. 1B. 2C. 10D. Все вышеперечисленное
Ответ на вопрос № 1
D верно. Белки кодируются экзонами. Простой белок может кодироваться одним экзоном, а сложные белки могут кодироваться десятками экзонов.
2. Как можно формировать новые гены?A. Альтернативный сплайсингB. Перестановка экзоновC. СращиваниеD. Ни один из вышеперечисленных
Ответ на вопрос № 2
В верно. Альтернативные варианты генов могут быть сформированы путем перестановки экзонов. Это происходит, когда два сестринские хроматиды обменять один или несколько экзонов, в результате чего образуется новая форма гена. Альтернативным сплайсингом является образование множества белков из одного и того же гена.
3. Какая последовательность обычно встречается в начале экзона?A. августеB. UAGC. UAAD. УЗА
Ответ на вопрос № 3
верно. Экзоны начинаются со стартовых кодонов. Стартовый кодон позвоночного – AUG, а UAG, UAA и UGA – все коды завершения. Генетические коды немного различаются между группами.
Ссылки
- Браун, Т. (2012). Введение в генетика : молекулярный подход гл. 5. Нью-Йорк, Нью-Йорк: Garland Science, Taylor & Francis Group, LLC. ISBN: 978-0-8153-6509-9.
- Klug, W. S. & Cummings, M.R. (1994). Концепции генетики, 4-е изд. Глава 17. Энглвудские скалы, Нью-Джерси: Прентис Холл, Инк. ISBN: 0-02-364801-5.
- Warden, A.S. & Mayfield, R.D. (2017). Профилирование экспрессии генов у человека-алкоголика головной мозг, Нейрофармакология 122: 161-174.