Περιεχόμενο
- Ομοιότητες: Τα ιντρόνια και τα εξόνια περιέχουν αμφότερα τον γενετικό κώδικα βασισμένο σε νουκλεϊκά οξέα
- Διαφορές: πρωτεΐνες κωδικοποίησης εξωνίων, ιντρόνια όχι
- Οι ιντρόνες και οι εξόνες είναι παρόμοιες επειδή και οι δύο ασχολούνται με τη σύνθεση πρωτεϊνών
Ιντρόνια και εξόνια είναι παρόμοια επειδή είναι αμφότερα μέρος του γενετικού κώδικα ενός κυττάρου, αλλά είναι διαφορετικά επειδή τα ιντρόνια είναι μη κωδικοποιημένα ενώ οι κωδικοί εξωνίων για τις πρωτεΐνες. Αυτό σημαίνει ότι όταν ένα γονίδιο χρησιμοποιείται για την παραγωγή πρωτεϊνών, τα ιντρόνια απορρίπτονται ενώ τα εξόνια χρησιμοποιούνται για τη σύνθεση της πρωτεΐνης.
Όταν ένα κύτταρο εκφράζει ένα συγκεκριμένο γονίδιο, αντιγράφει την ακολουθία κωδικοποίησης DNA στον πυρήνα αγγελιοφόρο RNA, ή mRNA. Το mRNA εξέρχεται από τον πυρήνα και βγαίνει στο κύτταρο. Το κύτταρο στη συνέχεια συνθέτει πρωτεΐνες σύμφωνα με την κωδικεύουσα αλληλουχία. Οι πρωτεΐνες καθορίζουν τι είδους κύτταρο γίνεται και τι κάνει.
Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, αμφότερα τα ιντρόνια και τα εξόνια που αποτελούν το γονίδιο αντιγράφονται. Τα κωδικοποιητικά μέρη εξωνίου του αντιγραμμένου DNA χρησιμοποιούνται για την παραγωγή πρωτεϊνών, αλλά διαχωρίζονται από αυτά μη κωδικοποίηση ιντρόνια. Μια διαδικασία συναρμολόγησης αφαιρεί τα ιντρόνια και το mRNA φεύγει από τον πυρήνα μόνο με τμήματα RNA εξονίου.
Παρόλο που τα ιντρόνια έχουν απορριφθεί, τόσο τα εξόνια όσο και τα ιντρόνια παίζουν ρόλους στην παραγωγή πρωτεϊνών.
Ομοιότητες: Τα ιντρόνια και τα εξόνια περιέχουν αμφότερα τον γενετικό κώδικα βασισμένο σε νουκλεϊκά οξέα
Εξόντες είναι στη ρίζα της κωδικοποίησης DNA κυττάρων που χρησιμοποιεί νουκλεϊνικά οξέα. Βρίσκονται σε όλα τα ζωντανά κύτταρα και αποτελούν τη βάση για τις κωδικοποιητικές αλληλουχίες που αποτελούν τη βάση της παραγωγής πρωτεϊνών στα κύτταρα. Ιντρόνια είναι μη κωδικοποιημένες αλληλουχίες νουκλεϊνικών οξέων που βρίσκονται στο ευκαρυωτών, οι οποίοι είναι οργανισμοί αποτελούμενοι από κύτταρα που έχουν πυρήνα.
Γενικά, προκαρυωτικά, τα οποία δεν έχουν πυρήνα και μόνο εξόνια στα γονίδιά τους, είναι απλούστεροι οργανισμοί από τους ευκαρυώτες, που περιλαμβάνουν τόσο μονοκύτταρα όσο και πολυκύτταρους οργανισμούς.
Με τον ίδιο τρόπο τα πολύπλοκα κύτταρα έχουν ιντρόνια, ενώ τα απλά κύτταρα δεν το κάνουν, τα σύνθετα ζώα έχουν περισσότερα εσώνια απ 'ότι απλοί οργανισμοί. Για παράδειγμα, η μύγα φρούτων Drosophila έχει μόνο τέσσερα ζεύγη χρωμοσωμάτων και συγκριτικά λίγα ιντρόνια, ενώ οι άνθρωποι έχουν 23 ζεύγη και περισσότερα ιντρόνια. Αν και είναι σαφές ποια μέρη του ανθρώπινου γονιδιώματος χρησιμοποιούνται για την κωδικοποίηση πρωτεϊνών, μεγάλα τμήματα δεν είναι κωδικοποιημένα και περιλαμβάνουν εσόνια.
Διαφορές: πρωτεΐνες κωδικοποίησης εξωνίων, ιντρόνια όχι
Ο κώδικας DNA αποτελείται από ζεύγη αζωτούχων βάσεων αδενίνη, θυμίνη, κυτοσίνη και γουανίνη. Οι βάσεις αδενίνη και θυμίνη σχηματίζουν ένα ζευγάρι όπως και οι βάσεις κυτοσίνη και γουανίνη. Τα τέσσερα πιθανά ζεύγη βάσεων ονομάζονται μετά το πρώτο γράμμα της βάσης που έρχεται πρώτο: A, C, T και G.
Τρία ζεύγη βάσεων σχηματίζουν ένα κωδικόνιο που κωδικοποιεί ένα συγκεκριμένο αμινοξύ. Δεδομένου ότι υπάρχουν τέσσερις δυνατότητες για κάθε έναν από τους τρεις κωδικούς, υπάρχουν 43 ή 64 πιθανά κωδικόνια. Αυτά τα 64 κωδικόνια κωδικοποιούν κωδικούς έναρξης και διακοπής καθώς και 21 αμινοξέα, με κάποια πλεονασμό.
Κατά την αρχική αντιγραφή του DNA σε μια διαδικασία που ονομάζεται μεταγραφή, τόσο τα ιντρόνια όσο και τα εξόνια αντιγράφονται σε προ-mRNA μόρια. Τα ιντρόνια απομακρύνονται από το προ-mRNA συνδυάζοντας τα εξόνια μαζί. Κάθε διεπαφή μεταξύ ενός εξονίου και ενός ιντρονίου είναι μια θέση ματίσματος.
RNA ματίσματος λαμβάνει χώρα με τα ιντρόνια να αποσπώνται σε μια θέση ματίσματος και να σχηματίζουν ένα βρόχο. Τα δύο γειτονικά τμήματα εξωνίου μπορούν στη συνέχεια να ενώνονται μεταξύ τους.
Αυτή η διαδικασία δημιουργεί ώριμα μόρια mRNA που εγκαταλείπουν τον πυρήνα και ελέγχουν την μετάφραση RNA για να σχηματίσουν πρωτεΐνες. Τα ιντρόνια απορρίπτονται επειδή η διαδικασία της μεταγραφής αποσκοπεί στη σύνθεση πρωτεϊνών και τα ιντρόνια δεν περιέχουν κανένα σχετικό κωδικόνιο.
Οι ιντρόνες και οι εξόνες είναι παρόμοιες επειδή και οι δύο ασχολούνται με τη σύνθεση πρωτεϊνών
Ενώ ο ρόλος των εξονίων στην γονιδιακή έκφραση, η μεταγραφή και η μετάφραση σε πρωτεΐνες είναι σαφής, τα ιντρόνια παίζουν έναν πιο λεπτό ρόλο. Τα ιντρόνια μπορούν να επηρεάσουν την γονιδιακή έκφραση μέσω της παρουσίας τους στην αρχή ενός εξονίου και μπορούν να δημιουργήσουν διαφορετικές πρωτεΐνες από μία μόνο ακολουθία κωδικοποίησης μέσω εναλλακτική σύνδεση.
Τα ιντρόνια μπορούν να διαδραματίσουν έναν ρόλο-κλειδί στη συγκόλληση της γενετικής ακολουθίας κωδικοποίησης με διάφορους τρόπους. Όταν τα ιντρόνια απορρίπτονται από προ-mRNA για να επιτραπεί ο σχηματισμός του ώριμο mRNA, μπορούν να αφήσουν τμήματα πίσω για να δημιουργήσουν νέες κωδικοποιητικές αλληλουχίες που οδηγούν σε νέες πρωτεΐνες.
Εάν αλλάξει η αλληλουχία των τμημάτων εξωνίου, σχηματίζονται και άλλες πρωτεΐνες σύμφωνα με τις τροποποιημένες αλληλουχίες κωδικονίου mRNA. Μια πιο ποικιλόμορφη συλλογή πρωτεϊνών μπορεί να βοηθήσει τους οργανισμούς να προσαρμοστούν και να επιβιώσουν.
Η απόδειξη του ρόλου των εσωνίων για την παραγωγή ενός εξελικτικού πλεονεκτήματος είναι η επιβίωσή τους στα διάφορα στάδια της εξέλιξης σε πολύπλοκους οργανισμούς. Για παράδειγμα, σύμφωνα με άρθρο του 2015 στη Γονιδιωματική και την Πληροφορική, τα ιντρόνια μπορούν να αποτελέσουν πηγή νέων γονιδίων και μέσω εναλλακτικών ματίσματος τα ιντρόνια μπορούν να παράγουν παραλλαγές των υφιστάμενων πρωτεϊνών.