Экзоны против интронов: разница и сравнение

Нуклеотидные последовательности в гене бывают двух типов: экзоны и интроны. Они отвечают за синтез белка внутри гена. Иногда некодирующие области прерывают кодирующие области.

В этой статье мы поймем ключевые термины экзоны и интроны, а также разницу между экзонами и интронами.

Основные выводы

1. Экзоны — это кодирующие последовательности ДНК, транслируемые в белки, а интроны — это некодирующие последовательности, расположенные между экзонами.
2. В отличие от экзонов, интроны не кодируют белки и удаляются из пре-мРНК во время сплайсинга.
3. В то время как экзоны содержат генетическую информацию, которая определяет структуру и функцию белков, интроны играют роль в регуляции экспрессии генов и альтернативного сплайсинга.

Экзоны против интронов

Ген состоит из кодирующих и некодирующих участков, которые управляют синтезом белка. Экзоны — это кодирующие области, транскрибируемые в информационную РНК (мРНК), а затем транслируется в белок. Интроны – это некодирующие участки, прерывать кодирующей последовательности и не кодируют белок. Интроны играют важную роль в регуляции экспрессии генов, определяя, какие экзоны включаются в конечный продукт мРНК, и обеспечивая альтернативные сайты сплайсинга, позволяющие получать несколько вариантов мРНК и белков из одного гена.

Экзоны кодируют разные типы белков разными последовательностями, образованными с помощью разных конфигураций за счет комбинации экзонов. Это часть гена, который кодирует одну или несколько частей зрелой РНК после удаления интронов путем сплайсинга РНК.

Последовательность ДНК внутри гена и последовательность в транскриптах РНК описывают термин экзон.

Интроны представляют собой последовательности нуклеотидов, которые удаляются путем сплайсинга РНК, когда конечный продукт РНК созревает. Внутригенная область внутри гена хорошо описывается как интрон.

Интроны могут превращаться в новые гены в процессе эволюции некодирующих коротких участков, которые превращаются в настоящие функциональные гены.

Сравнительная таблица

Параметры сравнения	экзоны	интроны
Тип последовательности	Экзоны кодируют определенные белки и представляют собой кодирующие белки последовательности.	Интроны не кодируют и не кодируют последовательности.
Найти в	Экзоны встречаются как в прокариотических, так и в эукариотических организмах или геномах.	Интроны обнаружены только в одноклеточном или эукариотическом организме.
Присутствует в	Зрелые РНК, транскрипты мРНК, ДНК.	транскрипты мРНК, ДНК, но не в зрелых мРНК.
Синтез белка	Экзоны синтезируют и участвуют в синтезе белка.	Интроны не синтезируют белки.
Количество	Экзоны доступны в меньшем количестве в геноме.	Интроны доступны в больших количествах.
Состав генома человека	Геном человека составляет 1% экзонов.	Геном человека составляет 24% интронов.

Что такое экзоны?

Последовательности ДНК, кодирующие белки, называются экзонами. Однако они требуют некоторой информации или кодонов, которые необходимы для синтеза белков. Область, экспрессируемая ks в геноме, называется экзоном.

В эукариотических организмах кодируются экзоны, разделяющие интроны. Экзосома — это полный набор экзонов, присутствующих в геноме организма.

Удаление интронов, находящихся между экзонами, приводит к кодированию информационной РНК или мРНК во время сплайсинга РНК. После процесса транскрипции в полученной РНК появляются интроны и экзоны.

При сплайсинге РНК интроны удаляются, образуя зрелые матричные РНК. Эта зрелая информационная РНК, которая транскрибируется, имеет нетранслируемые области наряду с экзонами. Во всей последовательности экзоны составляют небольшую часть.

Экзоны не ограничиваются несколькими организмами. Они присутствуют в организмах подобно вирусам челюстным позвоночным. Один процент человеческого генома состоит из экзонов и межгенной ДНК. Интроны занимают все остальное.

Экзонизация — это процесс, при котором интроны иногда превращаются в экзоны. Экзоны играют большую роль в процессе синтеза белка. Экзоны несут кодоны и кодируют различные белковые молекулы.

Экзоны отвечают за кодирование белков и особенно за последовательность аминокислот. Консервативность экзонов и последовательностей высока, так как экзоны и их последовательности со временем не меняются. Экзоны чрезмерно присутствуют в матричной РНК.

Что такое интроны?

Когда продукт РНК созревает внутри гена, некодирующие последовательности ДНК разделяются путем сплайсинга РНК. Их называют интронами. Внутригенная область, присутствующая в гене, представляет собой интрон.

Интроны отвечают за то, чтобы показать, что внутри гена существующие последовательности ДНК транскрибируются с соответствующей последовательностью РНК.

Интроны обнаружены в организмах, состоящих из нескольких клеток, эукариотических организмах. Они также обнаружены в различных вирусах и генах. Транспортная РНК, рибосомальная РНК генерирует белки и включает в них интроны. У прокариотических организмов или организмов, имеющих одиночные клетки, интроны отсутствуют.

Однако у эукариот интроны находятся в промежуточной области между двумя экзонами. Интроны специально подвергаются сплайсингу, поскольку они не могут напрямую кодировать белки. Еще до того, как мРНК создаст белки, эти интроны удаляются.

Консервация интронов является очень сложной задачей. Поэтому их удаление необходимо, чтобы можно было предотвратить неправильное образование белка.

Интроны могут варьироваться в зависимости от анализа их последовательности, генов и биохимии методов сплайсинга РНК. Существование, выживание и поддержание интронов требует большого количества энергии. Они начинают отягощать некоторые клетки из-за высокого потребления энергии.

Им нужна энергия, чтобы точно имитировать и вырезать в правильном месте с помощью сложных методов, таких как метод сплайсосомы.

Основные различия между экзонами и интронами

1. Экзоны существуют между двумя интронами двух нетранслируемых областей или одним интроном и одной нетранслируемой областью, тогда как интроны присутствуют в последовательности ДНК между двумя экзонами.
2. Экзоны строго встречаются в многоклеточных и одноклеточных организмах и геномах, тогда как интроны встречаются только в одноклеточных организмах и геномах.
3. Экзоны отделяют ядро ​​от цитоплазма после синтеза зрелой матричной РНК, тогда как интроны не покидают ядро ​​во время процессинга РНК, даже после сплайсинга транскрипции матричной РНК.
4. Экзоны внутри клетки можно найти в транскриптах мРНК, ДНК и зрелых РНК. Принимая во внимание, что интроны внутри клетки можно найти в транскриптах матричной РНК и ДНК, но не в зрелых матричных РНК.
5. Последовательность высоко консервативна в экзонах и не подвергается частым изменениям, тогда как экзонизация превращает часть интронов в экзоны.
6. Внутри ядерного генома количество присутствующих экзонов меньше. Однако интроны присутствуют в больших количествах.
7. Путем альтернативного сплайсинга экзоны соединяются в количестве двух или более, а интроны удаляются.

Рекомендации

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

Последнее обновление: 11 июня 2023 г.