Экзон - Exon
Экзон является любой частью гена , который кодирует часть окончательной зрелой РНК , полученного с помощью этого гена после того, как интроны были удалены путем сплайсинга РНК . Термин экзон относится как к последовательности ДНК в гене, так и к соответствующей последовательности в транскриптах РНК. При сплайсинге РНК интроны удаляются, а экзоны ковалентно соединяются друг с другом как часть образования зрелой матричной РНК . Подобно тому, как весь набор генов вида составляет геном , весь набор экзонов составляет экзом .
История
Термин экзон происходит от экспрессируемой области и был введен в обращение американским биохимиком Уолтером Гилбертом в 1978 году: «Понятие цистрона ... должно быть заменено понятием единицы транскрипции, содержащей области, которые будут потеряны у зрелого мессенджера - что я предлагаю нам называют интроны (для внутригенных областей) - чередующиеся с участками, которые будут экспрессироваться - экзонами ».
Это определение изначально было сделано для кодирующих белки транскриптов, которые сплайсируются перед трансляцией. Позднее этот термин стал включать последовательности, удаленные из рРНК и тРНК , и позже он также использовался для молекул РНК, происходящих из разных частей генома, которые затем лигируются путем транс-сплайсинга.
Вклад в геномы и распределение по размерам
Хотя одноклеточные эукариоты, такие как дрожжи, либо не имеют интронов, либо имеют их очень мало, в геномах многоклеточных животных и особенно позвоночных имеется большая часть некодирующей ДНК . Например, в геноме человека только 1,1% генома занято экзонами, тогда как 24% находятся в интронах, причем 75% генома составляют межгенные ДНК . Это может обеспечить практическое преимущество в omics -aided медицинской помощи (например, точность медицины ) , потому что это делает коммерческое все секвенирование экзома меньше и менее дорогостоящую задачи , чем коммерциализированный все секвенирование генома . Большой разброс в размерах генома и C-ценности у разных форм жизни поставил интересную проблему, называемую загадкой C-ценности .
Во всех эукариотических генах в GenBank было (в 2002 г.) в среднем 5,48 экзонов на ген. В среднем экзон кодирует 30-36 аминокислот . В то время как самый длинный экзон в геноме человека имеет длину 11555 п.н. , было обнаружено, что несколько экзонов имеют длину всего 2 п.н. Сообщается об однонуклеотидном экзоне из генома Arabidopsis .
Структура и функции
В генах, кодирующих белок, экзоны включают как последовательность, кодирующую белок, так и 5'- и 3'- нетранслируемые области (UTR). Часто первый экзон включает как 5'-UTR, так и первую часть кодирующей последовательности, но экзоны, содержащие только области 5'-UTR или (реже) 3'-UTR, встречаются в некоторых генах, т.е. UTR могут содержать интроны. . Некоторые некодирующие транскрипты РНК также имеют экзоны и интроны.
Зрелые мРНК, происходящие из одного и того же гена, не обязательно должны включать одни и те же экзоны, поскольку разные интроны в пре-мРНК могут быть удалены в процессе альтернативного сплайсинга .
Экзонизация - это создание нового экзона в результате мутаций в интронах .
Экспериментальные подходы с использованием экзонов
Улавливание экзонов или « улавливание генов » - это метод молекулярной биологии , который использует сплайсинг интрон-экзон для поиска новых генов. Первый экзон «захваченного» гена встраивается в экзон, содержащийся во встроенной ДНК . Этот новый экзон содержит ORF для репортерного гена, который теперь может быть экспрессирован с использованием энхансеров , контролирующих целевой ген. Ученый знает, что новый ген был захвачен, когда репортерный ген экспрессируется.
Сплайсинг можно экспериментально модифицировать так, чтобы экзоны-мишени были исключены из транскриптов зрелой мРНК, путем блокирования доступа управляющих сплайсингом малых ядерных рибонуклеопротеиновых частиц (snRNP) к пре-мРНК с использованием морфолино-антисмысловых олигонуклеотидов . Это стало стандартной техникой в биологии развития . Морфолино-олигонуклеотиды также могут быть нацелены на предотвращение связывания молекул, регулирующих сплайсинг (например, энхансеры сплайсинга, супрессоры сплайсинга) с пре-мРНК, изменяя характер сплайсинга.
Смотрите также
- Exitron
- Перетасовка экзонов
- Прерванный ген
- Outron
- Непереведенный регион (UTR)
- Twintron
- База данных экзон-интрон
использованная литература
Общие ссылки
- Zhang MQ (май 1998 г.). «Статистические особенности экзонов человека и их фланкирующих областей» . Молекулярная генетика человека . 7 (5): 919–32. DOI : 10.1093 / HMG / 7.5.919 . PMID 9536098 .
- Танарадж Т.А., Робинсон А.Дж. (ноябрь 2000 г.). «Предсказание точных границ экзонов» . Краткий. Биоинформ . 1 (4): 343–56. DOI : 10.1093 / нагрудник / 1.4.343 . PMID 11465052 .