science >> Wetenschap >  >> Biologie

Introns versus Exons: Wat zijn de overeenkomsten & verschillen?

Introns en exons zijn vergelijkbaar omdat ze beide deel uitmaken van de genetische code van een cel, maar ze verschillen omdat introns niet coderen, terwijl exons coderen voor eiwitten. Dit betekent dat wanneer een gen wordt gebruikt voor eiwitproductie, de introns worden weggegooid terwijl de exons worden gebruikt om het eiwit te synthetiseren.

Wanneer een cel een bepaald gen tot expressie brengt, kopieert het de voor DNA coderende sequentie in de kern naar messenger RNA
of mRNA. Het mRNA verlaat de kern en gaat de cel in. De cel synthetiseert vervolgens eiwitten volgens de coderingssequentie. De eiwitten bepalen wat voor soort cel het wordt en wat het doet.

Tijdens dit proces worden de introns en exons waaruit het gen bestaat beide gekopieerd. De exon coderende delen van het gekopieerde DNA worden gebruikt voor het produceren van eiwitten, maar ze worden gescheiden door niet-coderende
introns. Een splitsingsproces verwijdert de introns en het mRNA verlaat de kern met alleen exon RNA-segmenten.

Hoewel de introns zijn weggegooid, spelen zowel exons als introns een rol bij de productie van eiwitten.
Overeenkomsten: Introns en Exons bevatten beide genetische code op basis van nucleïnezuren

Exons liggen aan de basis van cel-DNA dat codeert met behulp van nucleïnezuren. Ze worden gevonden in alle levende cellen en vormen de basis voor de coderende sequenties die ten grondslag liggen aan de eiwitproductie in cellen. Introns zijn niet-coderende nucleïnezuursequenties gevonden in eukaryoten
, dit zijn organismen die bestaan uit cellen met een kern.

In het algemeen prokaryoten
, die geen kern hebben en alleen exons in hun genen, zijn eenvoudiger organismen dan eukaryoten, die zowel eencellige als meercellige organismen omvatten.

Op dezelfde manier hebben complexe cellen introns, terwijl eenvoudige cellen dat niet hebben, complexe dieren hebben meer introns dan eenvoudige organismen . De fruitvlieg Drosophila
heeft bijvoorbeeld slechts vier paar chromosomen en relatief weinig introns, terwijl mensen 23 paren en meer introns hebben. Hoewel het duidelijk is welke delen van het menselijk genoom worden gebruikt voor het coderen van eiwitten, zijn grote segmenten niet-coderend en bevatten ze introns.
Verschillen: Exons coderen eiwitten, introns niet

DNA-code bestaat uit paren van stikstofhoudende basen adenine
, thymine
, cytosine
en guanine.
De basen adenine en thymine vormen een paar, evenals de basen cytosine en guanine. De vier mogelijke basenparen zijn vernoemd naar de eerste letter van de base die het eerst komt: A, C, T en G.

Drie paren basen vormen een codon
dat codeert voor een bepaalde amino zuur. Omdat er voor elk van de drie codeplaatsen vier mogelijkheden zijn, zijn er 4 3 of 64 mogelijke codons. Deze 64 codons coderen voor start- en stopcodes, evenals 21 aminozuren, met enige redundantie.

Tijdens de initiële kopie van het DNA in een proces dat transcriptie wordt genoemd, worden zowel introns als exons gekopieerd op pre-mRNA-moleculen. De introns worden uit het pre-mRNA verwijderd door de exons aan elkaar te lassen. Elke interface tussen een exon en een intron is een splitsingsplaats.

RNA-splitsing vindt plaats waarbij de introns loskomen op een splitsingsplaats en een lus vormen. De twee naburige exonsegmenten kunnen zich dan samenvoegen.

Dit proces creëert volgroeide mRNA-moleculen die de kern verlaten en de RNA-translatie regelen om eiwitten te vormen. De introns worden weggegooid omdat het transcriptieproces gericht is op het synthetiseren van eiwitten en de introns geen relevante codons bevatten.
Introns en Exons zijn vergelijkbaar omdat ze beide omgaan met eiwitsynthese

Terwijl de rol van exons in genexpressie, transcriptie en vertaling in eiwitten is duidelijk, introns spelen een subtielere rol. Introns kunnen genexpressie beïnvloeden door hun aanwezigheid aan het begin van een exon, en ze kunnen verschillende eiwitten maken van een enkele coderende sequentie door alternatieve splitsing.

Introns kunnen een sleutelrol spelen bij het splitsen van de genetische coderende sequentie in verschillende manieren. Wanneer introns worden verwijderd uit pre-mRNA om de vorming van volwassen mRNA
mogelijk te maken, kunnen ze delen achterlaten om nieuwe coderende sequenties te maken die resulteren in nieuwe eiwitten.

Als de sequentie van exonsegmenten is veranderd, worden andere eiwitten gevormd volgens de veranderde mRNA-codonsequenties. Een meer diverse verzameling eiwitten kan organismen helpen zich aan te passen en te overleven.

Bewijs van de rol van introns bij het produceren van een evolutionair voordeel is hun overleving over de verschillende stadia van evolutie in complexe organismen. Volgens een artikel uit 2015 in Genomics en Informatics kunnen introns bijvoorbeeld een bron van nieuwe genen zijn, en door alternatieve splicing kunnen introns variaties van bestaande eiwitten genereren.