内含子

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May 21, 2022

与原核 DNA 不同,真核 DNA 包含实际合成蛋白质的部分和没有意义的部分的混合物。在这种情况下,无意义的部分称为内含子。因此,在真核细胞中,作为有意义的部分的外显子通过转录过程被切断,以从 DNA 制造 mRNA。内含子是 DNA 中不参与制造蛋白质的部分,用于在转录过程中制造前体 mRNA,但不用于制造成熟的 mRNA 并且被截短。内含子在真核生物中很常见,但在原核生物中不常见,只有tRNA和rRNA存在。保留在成熟 mRNA 中的 DNA 转录部分称为外显子。内含子的数量和长度不仅在物种之间而且在物种内都不同。被称为Takifugu rubripes的河豚的内含子很少,但在哺乳动物和开花植物的情况下,它比外显子长度更长,并且有大量的内含子。

概括

为了从一个基因产生几种蛋白质,内含子还允许基因的选择性剪接。mRNA 的切割,包括替换,是由各种信号分子进行的。它还包含过去使用过但今天未使用的旧代码。虽然大多数内含子序列被认为是没有已知功能的垃圾 DNA,但发现短序列的重复影响了 mRNA 的有效切割。虽然内含子剪接增强子的确切过程尚不清楚,但它很可能通过在转录过程中稳定剪接体来充当蛋白质结合位点。1993 年,菲利普·艾伦·夏普和理查德·J·罗伯茨因发现内含子而获得诺贝尔医学奖。I组和II组内含子是自截短内含子。它被称为催化转录的初级RNA的切割的核酶,它具有作为RNA催化剂的功能是有意义的。自残内含子的发现者托马斯·切赫与西德尼·奥特曼分享了 1989 年的诺贝尔化学奖。

内含子的进化

内含子的起源已在保存完好的基因家族(如肌动蛋白)中得到积极研究。关于内含子的进化起源有两种强有力的理论(早期模型和晚期模型)。早期的内含子模型声称祖先基因包含大量内含子,但随着物种通过进化分化而丢失或改变(不同物种中功能相似的基因可能表现出相似的内含子模式)。后一个模型假设对引入新的内含子进行了一些预处理,并认为相似的内含子出现在特定基因突变的同一位置。有人认为,具有相同内含子类型的趋同进化可以发生在两个完全不同的物种中。内含子外显子的结构变化是渐进的、周期性的,并且与编码序列的进化无关。

参考

沃尔特吉尔伯特 (1978. 2. 9.) “为什么基因是碎片?” 自然 271 (5645):501。

外部链接

植物基因组测序的内含子发现工具