Экзон

Экзон — гэта любая частка гена, якая будзе ўтвараць частку канчатковай РНК, пасля выдалення інтронаў шляхам сплайсінгу РНК. Тэрмін экзон адносіцца як да паслядоўнасці ДНК у гене, так і да адпаведнай паслядоўнасці ў транскрыптах РНК. Пры сплайсінгу РНК інтроны выдаляюцца, а экзоны кавалентна злучаюцца адзін з адным у рамках генерацыі спелай РНК. Гэтак жа, як увесь набор генаў віду складае геном, увесь набор экзонаў складае экзом.

 Гісторыя 
Тэрмін экзон паходзіць ад экспрэсіраванай вобласці (англ. expressed region) і быў уведзены амерыканскім біяхімікам Уолтэрам Гілбертам у 1978 годзе: «Паняцце цыстрона … павінна быць заменена на паняцце адзінка транскрыпцыі, якая змяшчае вобласці, якія будуць страчаны ад спелага месэнджара — якія я прапаную называць інтронамі (для ўнутрыгенных рэгіёнаў), што чаргуюцца з рэгіёнамі, якія будуць экспрэсіравацца — экзоны».

Гэта вызначэнне першапачаткова было зроблена для бялок-кадуючых транскрыптаў, якія злучаюцца перад трансляцыяй. Пазней гэты тэрмін стаў уключаць паслядоўнасці, выдаленыя з рРНК і тРНК, і іншых нкРНК, а таксама пазней ён выкарыстоўваўся для малекул РНК, якія транскрыбіруюцца з розных частак геному, а затым лігіруюць шляхам транс-сплайсінгу.

 Уклад у геномы і размеркаванне па памерах 
Хаця аднаклетачныя эўкарыёты, такія як дрожджы, альбо не маюць інтронаў, альбо іх вельмі мала, метазоі і асабліва геномы пазваночных маюць вялікую долю некадуючай ДНК. Напрыклад, у геноме чалавека толькі 1,1 % геному займаюць экзоны, тады як 24 % з’яўляецца інтронамі, прычым 75 % геному складае міжгенная ДНК. Гэта можа даць практычныя перавагі ў ахове здароўя (напрыклад, у персаналізаванай медыцыне), таму што гэта робіць камерцыялізаванае секвенаванне цэлага экзома меншай і менш дарагой задачай, чым камерцыялізаванае секвенаванне цэлага геному. Вялікая варыяцыя памеру геному і С-значэння для розных формаў жыцця паставіла цікавую задачу, якая называецца загадкай C-значэння.

Ва ўсіх эўкарыётычных генах у GenBank было (у 2002 г.) у сярэднім 5,48 экзона на ген, які кадуе бялок. У сярэднім адзін экзон кадуе 30-36 амінакіслот. У той час як самы доўгі экзон у геноме чалавека мае даўжыню 11555 пар нуклеатыдаў, было выяўлена, што некаторыя экзоны маюць даўжыню ўсяго 2 п.н., чаго не хапае для кадзіроўкі нават 1 амінакіслаты. Аднануклеатыдны экзон быў знойдзены ў геноме Arabidopsis. У людзей, як мРНК, якая кадуе бялок, так і большасць некадуючых РНК таксама маюць некалькі экзонаў.

 Будова і функцыі 
справа|безрамкі| Экзоны ў папярэдніку інфармацыйнай РНК (прэ-мРНК). Экзоны могуць змяшчаць як паслядоўнасці, якія кадуюць амінакіслоты (чырвоны), так і нетранслюемыя паслядоўнасці (шэры). Інтроны — тыя часткі прэ-мРНК, якіх няма ў мРНК — (галубы) выдаляюцца, а экзоны злучаюцца (зрошчваюцца), каб утварыць канчатковую функцыянальную мРНК. 5'- і 3'-канцы мРНК пазначаны, каб адрозніць дзве нетранслюемыя вобласці (шэрым колерам).
У генах, якія кадуюць бялок, экзоны ўключаюць як паслядоўнасць, якая кадуе бялок, так і 5'- і 3'- нетранслюемыя вобласці (UTR, ад англ. untranslated region). Часта першы экзон мае як 5'-UTR, так і першую частку кадуючай паслядоўнасці, але экзоны, якія змяшчаюць толькі ўчасткі 5'-UTR або (радзей) 3'-UTR, сустракаюцца ў некаторых генах, гэта значыць UTR могуць утрымліваць інтроны. Некаторыя некадуючыя транскрыпты РНК таксама маюць экзоны і інтроны.

Спелыя мРНК, якія паходзяць з аднаго гена, не павінны ўключаць аднолькавыя экзоны, паколькі розныя экзоны ў прэ-мРНК могуць быць выдалены ў працэсе альтэрнатыўнага сплайсінгу.

Экзанізацыя — гэта стварэнне новага экзона ў выніку мутацый у паслядоўнасці інтронаў.

 Эксперыментальныя падыходы з выкарыстаннем экзонаў 
Захоп экзонаў або «захоп генаў» — гэта метад малекулярнай біялогіі, які выкарыстоўвае існаванне сплайсінгу для пошуку новых генаў. Першы экзон «захопленага» гена зрошчваецца з экзонам, які змяшчаецца ва ўстаўной ДНК. Гэты новы экзон змяшчае адкрытую рамку счытвання (ORF) для гена-рэпарцёра, які зараз можа быць экспрэсаваны з дапамогай энхансераў, якія кантралююць мэтавы ген. Навуковец ведае, што пры экспрэсіі рэпарцёрнага гена быў захоплены новы ген.

Сплайсінг можа быць эксперыментальна мадыфікаваны такім чынам, каб мэтавыя экзоны былі выключаны з фінальных транскрыптаў мРНК шляхам блакіроўкі доступу малых ядзерных рыбануклеапратэінавых часціц (snRNP), якія накіроўваюць сплайсінг, да прэ-мРНК з дапамогай марфалінавых алігануклеатыдаў. Гэта стала стандартнай методыкай у біялогіі развіцця. Марфалінавыя алігамеры таксама можна нацэліць на прадухіленне малекул, якія рэгулююць сплайсінг (напрыклад, узмацняльнікі сплайсінгу, супрэсары сплайсінгу), ад звязвання з прэ-мРНК, змяняючы патэрны сплайсінгу.

 Няправільнае выкарыстанне тэрміна 
Распаўсюджана няправільнае выкарыстанне тэрміна экзон: «экзоны кадуюць бялок», «экзоны кадуюць амінакіслоты» або «экзоны транслююцца». Аднак такія азначэнні ахопліваюць толькі гены, якія кадуюць бялкі, і прапускаюць тыя экзоны, якія становяцца часткай некадуючай РНК або нетранслюемай вобласці мРНК. Такія няслушныя азначэнні ўсё яшчэ сустракаюцца ў аўтарытэтных другасных крыніцах.

 Гл. таксама 

 Аўтрон
 DBASS3/5
 Інтрон
 Нетранслюемыя вобласці (UTR)
 Ператасоўка экзонаў
 Твінтрон
 Экзітрон

 Крыніцы 

 Бібліяграфія 




 Спасылкі 

 Exon-intron graphic maker

Катэгорыя:ДНК
Катэгорыя:Сплайсінг РНК