Exons vs. Introns: Unterschied und Vergleich

Es gibt zwei Arten von Nukleotidsequenzen in einem Gen, Exons und Introns. Sie sind für die Proteinsynthese innerhalb eines Gens verantwortlich. Manchmal unterbrechen die nichtkodierenden Regionen die kodierenden Regionen.

In diesem Artikel werden wir die Schlüsselbegriffe Exons und Introns und den Unterschied zwischen Exons und Introns verstehen.

Key Take Away

1. Exons sind DNA-codierende Sequenzen, die in Proteine ​​übersetzt werden, während Introns nicht-codierende Sequenzen sind, die zwischen Exons eingestreut sind.
2. Im Gegensatz zu Exons kodieren Introns nicht für Proteine ​​und werden beim Spleißen aus der Prä-mRNA entfernt.
3. Während Exons die genetische Information enthalten, die die Struktur und Funktion von Proteinen bestimmt, spielen Introns eine Rolle bei der Regulierung der Genexpression und des alternativen Spleißens.

Exons gegen Introns

Ein Gen besteht aus codierenden und nicht codierenden Regionen, die die Proteinsynthese steuern. Exons sind die codierenden Regionen, die in Boten-RNA transkribiert werden (mRNA) und dann in ein Protein übersetzt. Introns sind nichtkodierende Regionen, die unterbrechen die kodierende Sequenz und kodieren nicht für ein Protein. Introns spielen eine wesentliche Rolle bei der Regulierung der Genexpression, indem sie bestimmen, welche Exons im endgültigen mRNA-Produkt enthalten sind, und alternative Spleißstellen bereitstellen, wodurch mehrere mRNA- und Proteinvarianten aus einem einzigen Gen produziert werden können.

Exons codieren verschiedene Arten von Proteinen durch verschiedene Sequenzen, die über verschiedene Konfigurationen durch eine Kombination von Exons gebildet werden. Es ist Teil eines Gens, das einen oder mehrere Teile der produzierten reifen RNA nach der Entfernung von Introns durch RNA-Spleißen codiert.

Die DNA-Sequenz innerhalb eines Gens und die Sequenz in RNA-Transkripten beschreiben den Begriff Exon.

Introns sind die Nukleotidsequenzen, die durch Spleißen von RNA entfernt werden, wenn das Endprodukt der RNA reift. Eine intragene Region innerhalb eines Gens wird gut als Intron beschrieben.

Introns können sich während des gesamten Evolutionsprozesses der nichtkodierenden kurzen Regionen in neue Gene umwandeln, die sich in echte funktionelle Gene umwandeln.

Vergleichstabelle

Vergleichsparameter	Exons	Introns
Sequenztyp	Exons kodieren spezifische Proteine ​​und sind proteinkodierende Sequenzen.	Introns codieren nicht und sind nicht codierende Sequenzen.
Gefunden in	Exons werden sowohl in prokaryotischen als auch in eukaryotischen Organismen oder Genomen gefunden.	Introns werden nur in einem einzelligen Organismus oder eukaryotischen Organismus gefunden.
Anwesend in	Reife RNAs, mRNA-Transkripte, DNA.	mRNA-Transkripte, DNA, aber nicht in reifen mRNAs.
Proteinsynthese	Exons synthetisieren und sind an der Proteinsynthese beteiligt.	Introns synthetisieren keine Proteine.
quantity	Exons sind in einem Genom in geringerer Menge vorhanden.	Introns sind in höheren Mengen verfügbar.
Zusammensetzung des menschlichen Genoms	Das menschliche Genom macht 1 % der Exons aus.	Das menschliche Genom macht 24 % der Introns aus.

Was sind Exons?

Die DNA-Sequenzen, die Proteine ​​kodieren, werden Exons genannt. Sie benötigen jedoch einige Informationen oder die Codons, die für die Synthese von Proteinen notwendig sind. Die Region, die im Genom exprimiert wird, wird als Exon bezeichnet.

In eukaryotischen Organismen codieren die Exons, die Introns trennen. Das Exosom ist der vollständige Satz von Exons, die im Genom eines Organismus vorhanden sind.

Das Entfernen von Introns, die zwischen den Exons vorhanden sind, führt beim Spleißen von RNA zur Kodierung von Boten-RNA oder -mRNA. Nach dem Transkriptionsprozess treten Introns und Exons in der resultierenden RNA auf.

Beim RNA-Spleißen werden die Introns entfernt, wodurch reife Boten-RNAs entstehen. Diese reife Boten-RNA, die transkribiert wird, hat nicht übersetzte Regionen zusammen mit Exons. In der gesamten Sequenz bilden Exons einen kleinen Teil.

Exons sind nicht auf wenige Organismen beschränkt. Sie sind in Organismen wie Viren bei Wirbeltieren mit Kiefern vorhanden. Ein Prozent des menschlichen Genoms besteht aus Exons und intergenischer DNA. Den Rest besetzen Introns.

Exonisierung ist der Prozess, bei dem Introns manchmal in Exons umgewandelt werden. Exons haben eine große Bedeutung im Proteinsyntheseprozess. Exons tragen Codons und codieren verschiedene Proteinmoleküle.

Exons sind für die Codierung von Proteinen und insbesondere für die Abfolge von Aminosäuren verantwortlich. Die Konservierung von Exons und Sequenzen ist hoch, da sich die Exons und ihre Sequenz zeitlich nicht ändern. Exons sind in Boten-RNA übermäßig vorhanden.

Was sind Introns?

Wenn das RNA-Produkt innerhalb eines Gens reift, werden die nichtkodierenden DNA-Sequenzen durch RNA-Spleißen getrennt. Diese werden Introns genannt. Die intragene Region, die in einem Gen vorhanden ist, repräsentiert Intron.

Introns sind dafür verantwortlich zu zeigen, dass innerhalb eines Gens die vorhandenen DNA-Sequenzen mit der entsprechenden RNA-Sequenz transkribiert werden.

Introns kommen in Organismen vor, die aus mehreren Zellen bestehen, also in eukaryotischen Organismen. Diese kommen auch in verschiedenen Viren und Genen vor. Transfer-RNA, ribosomale RNA, erzeugt Proteine ​​und schließt Introns in diese ein. Prokaryontischen Organismen oder Organismen mit Einzelzellen fehlen Introns.

Bei Eukaryoten befinden sich Introns jedoch im Zwischenbereich zwischen zwei Exons. Introns werden gezielt gespleißt, da sie die Proteine ​​nicht direkt kodieren können. Noch bevor die mRNA Proteine ​​herstellt, werden diese Introns entfernt.

Die Konservierung von Introns ist eine sehr herausfordernde Aufgabe. Daher ist ihre Entfernung notwendig, um eine fehlerhafte Proteinbildung zu verhindern.

Introns können je nach Analyse ihrer Sequenz, Gene und Biochemie von Spleißverfahren von RNA variieren. Die Existenz, das Überleben und der Unterhalt von Introns erfordern eine große Menge an Energie. Aufgrund ihres hohen Energieverbrauchs beginnen sie, einige Zellen zu belasten.

Sie brauchen die Energie, um sie mit komplizierten Techniken wie der Spliceosomal-Technik präzise zu imitieren und an der richtigen Stelle herauszuschneiden.

Hauptunterschiede zwischen Exons und Introns

1. Exons existieren zwischen zwei Introns zweier nicht translatierter Regionen oder einem Intron und einer nicht translatierten Region, wohingegen Introns in einer DNA-Sequenz zwischen zwei Exons vorhanden sind.
2. Exons kommen ausschließlich in mehrzelligen und einzelligen Organismen und Genomen vor, während Introns nur in einzelligen Organismen und Genomen vorkommen.
3. Exons trennen den Zellkern vom Zytoplasma nach der Synthese reifer Boten-RNA, wohingegen Introns den Kern während der Verarbeitung von RNA nicht verlassen, selbst nach dem Spleißen der Boten-RNA-Transkription.
4. Exons innerhalb einer Zelle können in mRNA-Transkripten, DNA und reifen RNAs gefunden werden. Wohingegen Introns innerhalb einer Zelle in Boten-RNA-Transkripten und DNA gefunden werden können, aber nicht in reifen Boten-RNAs.
5. Die Sequenz ist in Exons stark konserviert und unterliegt keinen häufigen Änderungen, während die Exonisierung einige Introns in Exons umwandelt.
6. Innerhalb des Kerngenoms ist die Menge der vorhandenen Exons geringer. Die Introns sind jedoch in höheren Mengen vorhanden.
7. Durch alternatives Spleißen werden Exons verbunden, zwei oder mehr an der Zahl, und Introns werden entfernt.

Bibliographie

1. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0014579387800029
2. https://content.iospress.com/articles/in-silico-biology/isb00142

Letzte Aktualisierung: 11. Juni 2023