Ինտրոն

**Ինտրոն**` գենի ներսում գտնվող կամայական նուկլեոտիդային հաջորդականություն է, որը ներկայացված չէ կամ չի գործում հասուն ՌՆԹ-ում։ «Ինտրոն» տերմինը վերաբերում է ինչպես գենի ներսում գտնվող ԴՆԹ հաջորդականությանը, այնպես էլ փ-ՌՆԹ -ի (փոխադրող-ՌՆԹ) համապատասխան նուկլեոտիդային հաջորդականությանը։ Ոչ ինտրոնային հատվածները, որոնք միանում են այս ՌՆԹ-ին պրոցեսինգի արդյունքում, որի հետևանքով առաջանում է հասուն ՌՆԹ, կոչվում են էքզոններ։

Ինտրոնները հայտնաբերվել են բազմաթիվ էուկարիոտների գեներում, որոշ էուկարիոտ վիրուսներում և նրանք կարող են գտնվել թե սպիտակուց կոդավորող գեներում, թե այն գեներում, որոնք գործում են որպես ՌՆԹ (չկոդավորող գեներ)։ Կան ինտրոնների 4 հիմնական տեսակներ՝ փ-ՌՆԹ ինտրոններ, I խմբի ինտրոններ, II խմբի ինտրոններ և սպլայսոսոմալ  ինտրոններ։ Բակտերիաներում և արախեաներում (պրոկարիոտ) ինտրոնները հանդիպում են հազվադեպ։

## Հայտնաբերում և ստուգաբանություն
Ինտրոններն առաջին անգամ հայտնաբերվել են ադենովիրուսի սպիտակուց կոդավորող գեներում, հետագայում հայտնաբերվել են փ-ՌՆԹ և ռ-ՌՆԹ կոդավորող գեներում։ Այժմ ինտրոնները հայտնաբերվում են բոլոր կենսաբանական թագավորություններում՝ տարատեսակ օրգանիզմների, բակտերիաների, և վիրուսների գեներում։

1977 թվականին Ֆիլիպ Ալեն Շարփը և Ռիչարդ Ջ․ Ռոբերտսը միմյանցից անկախ տարբեր լաբորատորիաներում հայտնաբերեցին, որ գեները ընդհատված կամ բաժանված են ինտրոններով, ինչի առթիվ 1993 թվականին ստացան Նոբելյան մրցանակ Ֆիզիոլոգիա կամ բժշկություն  ոլորտում։ Այլ լաբորատորիաները, որոնք նպաստեցին հայտնագործությանը, եղել են Լուիզ Չաուի և Թոմաս Բրոքերի լաբորատորիաները։ Շարփի լաբորատորիայում աշխատանքի մեծ մասը կատարվել է հետդոկտորական հետազոտող Սյուզան Բերգետի կողմից։

*«Ինտրոն»* տերմինը ներդրել է ամերիկացի բիոքիմիկ Ուոլթեր Գիլբերտը:«Ցիստրոն [հետևաբար՝ գեն] հասկացությունը պետք է փոխարինվի տրանսկրիպցիոն միավոր տերմինով, որը կներառի այն հատվածները, որոնք կբացակայեն հասուն ՌՆԹ-ում, դրանք ես առաջարկում եմ անվանել ինտրոններ (ներգենային հատվածներ), իսկ այն հատվածները, որոնք կարտահայտվեն հասուն ՌՆԹ-ում կանվանվեն էքզոններ։(Գիլբերտ, 1978Ինտրոն տերմինը վերաբերում է նաև ինտրացիստրոնին (intracistron), այսինքն՝ ԴՆԹ-ի լրացուցիչ հատվածին, որն առաջանում է ցիստրոնի ներսում։

Չնայած ինտրոնները երբեմն կոչվում են *ներդրված հաջորդականություններ* **', «ներդրված հաջորդականություն» տերմինը կարող է վերաբերվել բազմաթիվ ներքին նուկլեոտիդային հաջորդականությունների ընտանիքների, որոնք վերջնական գենային արտադրանքում չեն հայտնվում, ներառյալ [[ինտեին]]ներ ([[inteins]]), [[չտրանսլյացվող հատվածներ]]ը ([[UTR]]), և այն նուկլեոտիդները, որոնք հեռացվում են ՌՆԹ խմբագրման ([[RNA editing]]) միջոցով, ի հավելում ինտրոնների։

== Բաշխում ==
Տարբեր [[գենոմ]]ներում ինտրոնների հանդիպման հաճախականությունը զգալիորեն տարբեր է պայմանավորված կենսաբանական օրգանիզմների բազմազանությամբ։ Ինտրոնները չափազանց տարածված են ծնոտավոր ողնաշարավորների (օրինակ՝ մարդկանց, մկների և գնդաձկների (ֆուգու)) կորիզային գենոմում, որտեղ սպիտակուց-կոդավորող գեները գրեթե միշտ պարունակում են բազմաթիվ ինտրոններ, մինչդեռ որոշ էուկարիոտ միկրոօրգանիզմների կորիզային գենոմում ինտրոնները հանդիպում են ավելի հազվադեպ,  օրինակ՝ հացի կամ գարեջրի պատրաստման ժամանակ կիրառվող խմորասնկի մոտ (''Saccharomyces cerevisiae'')։ Ի հակառակ դրան, ողնաշարավորների [[Միտոքոնդրիալ ԴՆԹ|միտոքոնդրիալ գեներն]] ամբողջովին զուրկ են ինտրոններից, մինչդեռ էուկարիոտ միկրոօրգանիզմներինը կարող են պարունակել բազմաթիվ ինտրոններ:
[[Պատկեր:Pre-mRNA_to_mRNA_MH.svg|մինի|420x420փքս|Սփլայսինգի չենթարկված ի-ՌՆԹ-ի նախորդի պատկեր՝ 2 ինտրոնով և 3 էքզոնով (վերևում)։ Սփլայսինգի արդյունքում ինտրոնների հեռացումից առաջացած հասուն ի-ՌՆԹ-ի հաջորդականություն, որը պատրաստ է տրանսլյացիայի (ներքևում)։]]
Առանձնահատուկ դեպք է [[Պտղաճանճեր|դրոզոֆիլ]]ի DhDhc7 գենը, որը պարունակում է ≥3,6 մեգաբազ (Մբ) երկարությամբ ինտրոն, որի փոխադրումը տևում է մոտ երեք օր։ Մյուս առանձնահատուկ դեպքը հայտնաբերվել է 2015 թվականի ուսումնասիրությամբ, համաձայն որի ամենակարճ հայտնի մետազոային ինտրոնի երկարությունը 30 բազային զույգ (բզ) է, որը պատկանում է մարդու MST1L գենին։ Ամենակարճ հայտնի ինտրոնները պատկանում են հետերոտրիկ թարթիչավորներին, ինչպիսին է [[Stentor coeruleus]]-ը, որոնց մեծ մասում (>95%) ինտրոնները 15 կամ 16 բզ երկարություն ունեն։

== Դասակարգում ==
Ինչպես նկարագրված է վերևում բոլոր ինտրոններ պարունակող ՌՆԹ մոլեկուլների սփլայսինգը նման է։  ԴՆԹ հաջորդականության անալիզի, ՌՆԹ սփլայսինգի ռեակցիաների գենետիկական և կենսաքիմիական անալիզի միջոցով ինտրոնների կառուցվածքի ուսումնասիրության ժամանակ հայտնաբերվել են տարբեր տեսակի ինտրոններ։ Հայտնաբերվել են առնվազն չորս տեսակի ինտրոններ՝

* Կորիզային սպիտակուց կոդավորող գեներում առկա ինտրոններ, որոնք հեռացվում են սպլայսոսոմների կողմից (սպլայսոսոմային ինտրոններ)
* Կորիզային և արքեալ փ-ՌՆԹ գեներում առկա ինտրոններ, որոնք հեռացվում են սպիտակուցների կողմից (փ-ՌՆԹ ինտրոններ)
* Ինքնասփլայսինգի ենթարկվող I խմբի ինտրոններ, որոնք հեռացվում են ՌՆԹ-ի կատալիզի միջոցով
* Ինքնասփլայսինգի ենթարկվող II խմբի ինտրոններ, որոնք հեռացվում են ՌՆԹ-ի կատալիզի միջոցով

III խմբի ինտրոնները առաջարկվում են որպես հինգերորդ տեսակ, սակայն քիչ բան է հայտնի նրանց սփլայսինգն իրականացնող կենսաքիմիական ապարատի մասին։ Դրանք, ըստ երևույթին, կապված են II խմբի ինտրոնների հետ և, հնարավոր է, նաև սպլայսոսոմային ինտրոնների հետ։

=== Սպլայսոսոմային ինտրոններ ===
Կորիզային նախադրյալ պրե-ի-ՌՆԹ ինտրոնները (սպլայսոսոմային ինտրոններ) բնութագրվում են որպես ինտրոնների և էքզոնների սահմաններում գտնվող հատուկ ինտրոնային հաջորդականություններ։ Հետագայում երբ սկսվում են սփլայսինգի ռեակցիաները այս հաջորդականությունները ճանաչվում են սպլայսոսոմային ՌՆԹ մոլեկուլների կողմից։ Բացի այդ, դրանք պարունակում են ճյուղավորման կետ՝ ինտրոնի 3' ծայրի մոտ գտնվող հատուկ նուկլեոտիդային հաջորդականություն, որը սփլայսինգի ընթացքում կովալենտ կապով միանում է ինտրոնի 5' ծայրին՝ առաջացնելով ճյուղավորված ինտրոն: Այս երեք կարճ պահպանվող տարրերից բացի, կորիզային նախադրյալ պրե-ի-ՌՆԹ ինտրոնների հաջորդականությունները խիստ փոփոխական են:Կորիզային նախադրյալ պրե-ի-ՌՆԹ ինտրոնները հաճախ շատ ավելի երկար են, քան դրանց շրջապատող [[էքզոն]]ները:

=== փ-ՌՆԹ ինտրոններ ===
Փոխադրող ՌՆԹ (փ-ՌՆԹ) ինտրոնները, որոնք նախատեսված են հեռացման համար և կախված են սպիտակուցներից, հայտնաբերվում են չսպլայսված փ-ՌՆԹ-ի նախորդների անտիկոդոնային օղակի ներսում՝ հատուկ դիրքում և հեռացվում են փ-ՌՆԹ-ի սփլայսինգի ժամանակ էնդոնուկլեազի միջոցով: Էքզոններն այնուհետև միանում են իրար երկրորդ սպիտակուցի՝ փ-ՌՆԹ-սփլայսինգ լիգազի կողմից։ Նշենք, որ ինքնասփլայսինգի ենթարկվող ինտրոնները նույնպես երբեմն հանդիպում են փ-ՌՆԹ գեներում։

=== I և II խմբերի ինտրոններ ===
Բազմաթիվ կենդանի օրգանիզմների մոտ I և II խմբերի ինտրոնները հայտնաբերվում են սպիտակուցներ կոդավորող (ի-ՌՆԹ),  փ-ՌՆԹ և ռ-ՌՆԹ կոդավորող գեներում ՌՆԹ-ի տրանսկրիպցիայից հետո I և II խմբերի ինտրոնները  ներքին փոխազդեցությունների ենթարկվելով ձևավորում են հատուկ, բարդ եռաչափ կառուցվածք: Այս բարդ կառուցվածքները թույլ են տալիս որոշ I և II խմբերի ինտրոններին լինել ինքնասփլայսինգի ենթարկվող, այսինքն՝ ինտրոններ պարունակող ՌՆԹ մոլեկուլը կարող է վերադասավորել սեփական կովալենտ կառուցվածքը՝ ինտրոնը ճշգրիտ հեռացնելու և էքզոնները ճիշտ հերթականությամբ միացնելու շնորհիվ: Որոշ դեպքերում սփլայսինգին մասնակցում են հատուկ ինտրոն-կապող սպիտակուցներ, որոնք օգնում են ինտրոնին ձևավոևել եռաչափ կառուցվածք, որն անհրաժեշտ է ինքնասփլայսինգի համար: I և II խմբերի ինտրոնները տարբերվում են միմյանցից ներքին պահպանված հաջորդականություններով և եռաչափ կառուցվածքներով, բացի այդ հայտնի է որ II խմբի ինտրոններ պարունակող ՌՆԹ մոլեկուլների սփլայսինգի արդյունքում առաջանում են ճյուղավորված ինտրոններ (ինչպես սպլայսոսոմային ՌՆԹ-ներում), մինչդեռ I խմբի ինտրոններն օգտագործում են չկոդավորված գուանոզին նուկլեոտիդը (սովորաբար ԳԵՖ) սփլայսինգը սկսելու համար՝ ավելացնելով այն կտրված ինտրոնի 5'-ծայրին:

== Սփլայսինգի ճշգրտություն ==
Սփլայսոսոմը բարդ միացություն է, որը կազմված է մոտ 100 սպիտակուցներից և 5 տարբեր ՌՆԹ-ներից։ Ռեակցիայի սուբստրատ է ՌՆԹ-ի երկար մոլեկուլը և սպլայսոսոմով կատալիզվող տրանսէսթերիֆիկացման ռեակցիաները պահանջում են այնպիսի հատվածների միացում, որոնք գտնվում են իրարից 1000 նուկլեոտիդ հեռավորության վրա։ Բոլոր կենսաքիմիական ռեակցիաները ասոցացվում են հայտնի սխալների ցուցանիշների հետ և ինչքան բարդ են ռեակցիաները, այնքան բարձր է սխալների հանդիպման հաճախականությունը։ Այսպիսով զարմանալի չէ, որ սփլայսոսոմով կատալիզվող սփլայսինգի ռեակցիան ունի սխալների հանդիպման բավականին բարձր հաճախականություն, չնայած նրան որ կան սփլայսոսոմին օգնող գործոններ, որոնք ընկճում են սփլայսինգի թաքնված դիրքերի պատահական ճեղքումը։

Իդեալական պայմաններում սփլայսինգի ճշգրտությունը 99.999% է (սխալի հավանականությունը՝ 10<sup>−5</sup>) և միանում են ճիշտ էքզոնները և հեռացվում են ճիշտ ինտրոնները։ Իդեալական պայմանները պահանջում են շատ ճշգրիտ համապատասխանություն սփլայսինգի դիրքերի ամենալավ հաջորդականություններին և ինտրոնների ներսում սփլայսինգի դիրքերի ցանկացած մրցակից գաղտնի հաջորդականությունների բացակայություն, սակայն այս պայմանները հազվադեպ են հանդիպում էուկարիոտների հսկա գեներում, որոնց չափսերը կարող են գերազանցել 40 կիլոբազը։ Վերջին հետազոտությունները ցույց են տալիս, որ սխալների հաճախականությունը փաստացի ավելի է քան 10<sup>−5</sup> և կարող է հասնել մինչև 2% կամ 3%  (սխալների հաճախականությունը 2 կամ ) մեկ գենի հաշվարկով։ Հավելյալ հետազոտությունները ցույց են տալիս, որ սխալների հաճախականությունը մեկ ինտրոնի հաշվարկով կազմում է նվազագույնը 0․1 %։ Սփլայսինգի սխալների համեմատաբար բարձր մակարդակը բացատրում է, թե ինչու են նոնսենս մուտացիաներով միջնորդավորված քայքայման ժամանակ սփլայսինգի տարբերակների մեծ մասը ոչնչանում։

Գենի ներսում սփլայսինգի միացման անորակ դիրքերի առկայությունը բերում է սփլայսինգի սխալների, ուստի տարօրինակ է թե ինչու այդ դիրքերը չեն հեռացվում բնական ընտրության արդյունքում։  Նրանց առկայության մասին արգումենտ համահավասար է «ոչ ֆունկցիոնալ ԴՆԹ»-ի արգումնետին։<blockquote>Չնայած նրան, որ միացման դիրքեր ստեղծող կամ դրանք քանդող մուտացիաները վտանգավոր են, բայց նրանց մեծ քանակի դեպքում որոշները պահպանվում են պոպուլյացիայում։ Առավելապես ակտուալ է այնպիսի տեսակների համար, ինչպիսին է մարդը՝ երկարաժամկետ հեռանկարով պոպւլյացիայի քիչ էֆեկտիվ չափսերով պայմանավորված։ Հավանական է, որ մարդու գենոմը պարունակում է ոչ օպտիմալ հաջորդականությունների մեծ քանակ, որոնք հանգեցնում են իզոֆորմ աբերանտ տրանսկրիպտների ձևավորմանը։ Այս հետազոտությունում մենք ներկայացնում ենք ուղղակի ապացույցներ, որոնք հաստատում են, որ իրականում այդպես է։</blockquote>Չնայած մեծամասամբ դեպքերում արդյունավետ մշակման համար կատալիտիկ ռեակցիան բավարար ճշգրիտ է, բայց սխալների հաճախականությունը տրանսպրիպցիայի ճշգրտությամբ մասամբ է սահմանափակվում, քանի որ տրանսկրիպցիայի սխալները հանգեցնում են սփլայսինգի թաքնված դիրքերի առաջացմանը նպաստող մուտացիաների ձևավորմանը։ Բացի այդ տրանսկրիպցիայի սխալների հաճախականությունը, որը կազմում է 10<sup>−5</sup> – 10<sup>−6</sup>  բավականին բարձր է, որպեսզի յուրաքանչյուր     25․000 տրանսկրիպցիայի ենթարկված էքզոններից մեկում առաջանան սփլայսինգի դիրքերից մեկի միացման սխալ, որն էլ հանգեցնում է ինտրոնի կամ էքզոնի բաց թողնման։  Փաստացի յուրաքանչյուր բազմաէքզոն գեն բերելու է սխալ սփլայսինգի ենթարկված տրանսկրիպտների առաջացմանը, բայց ֆոնային աղմուկի հաճախականությունը պայմանավորված է լինելու հետևյալ գործոններով՝ գենի չափս, ինտրոնների քանակ, սփլայսինգի դիրքերի հաջորդականությունների որակ։

Որոշ դեպքերում սփլայսինգի տարբերակները առաջանում են գենում (ԴՆԹ) մուտացիայի արդյունքում։ Դրանք կարող են լինել եզակի նուկլեոտիդային պոլիմորֆիզմներ, որոնք առաջացնում են սփլայինգի թաքնված դիրքեր կամ  ֆունկցիոնալ դիրքերի մուտացիաներ։ Կարող են լինել նաև սոմատիկ բջիջների մուտացիաներ, որոնք ազդում են կոնկրետ որոշակի տեսակի հյուսվածքի կամ բջջի վրա։ Երբ մուտանտ ալելը գտնվում է հետերոզիգոտ վիճակում, առաջանում են սփլայսինգի երկու ամենատարածված տարբերակները՝ մեկ ֆունկցիոնալ, մեկ ոչ ֆունկցիոնալ։ Հոմոզիգոտ վիճակում մուտանտ ալելները առաջացնում են ժառանգական հիվանդություններ,օր․՝ հեմոֆիլիա, որը հանդիպում էր թագուհի Վիկտորիայի սերունդների մոտ, որի ժամանակ արյան մակարդելիության գենի ինտրոններից մեկում առաջացած մուտացիան բերում է սփլայսինգի բաց 3' դիրք, որը կհանգեցնի աբերանտ սփլայսինգի։ Մարդկանց մոտ հիվանդություններից մահացության մեծ մասը պայմանավորված են մուտացիաներով, որոնք խանգարում են նորմալ սփլայսինգը, հիմնականում սփլայսինգի բաց դիրքերի առաջացման միջոցով։

Սխալ սփլայսինգի ենթարկված հատվածները հեշտ է հայտնաբերել և այդ հաջորդականություններն անցկացնել տվյալների օնլայն բազաներ։ Նրանք հիմնականում նկարագրվում են, որպես «ալտերնատիվ սփլայսինգի ենթարկված» տրանսկրիպտներ, ինչը կարող է սխալմունք առաջացնել, քանի որ տերմինը չի տարանջատում իսկական կենսաբանորեն կարևոր ալտերնատիվ սփլայսինգը և մշակման աղմուկը, որն առաջանում է սփլայսինգի սխալների արդյունքում։ Ալտենատիվ սփլայսինգի ոլորտի հիմնական խնդիրներից է, տարբերակել այս երկու հնարավոր տարբերակները։ Շատ գիտնականներ գտնում են, որ զրոյական վարկածը պետք է լինի սփլայսինգի աղմուկը, իսկ կենսաբանորեն նշանակալի ալտերատիվ սփլայսինգը պետք է ապացուցվի։  Այս գիտնականների կարծիքով մեկ գենից մի քանի ֆունկցիոնալ արտադրանքի առաջացման ֆունկցիան պետք է հաստատվի հավաստի ապացույցներով։

== Կենսաբանական ֆունկցիաներ և էվոլյուցիա ==
Չնայած ինտրոնները չեն կոդավորում սպիտակուցներ, դրանք անխուսափելիորեն մասնակցում են գենի էքսպրեսիայի կարգավորմանը։ Որոշ ինտրոններ սփլայսինգից հետո լրացուցիչ մշակման միջոցով կարող են կոդավորել ֆունկցիոնալ ՌՆԹ, առաջացնելով ոչ կոդավորող ՌՆԹ մոլեկուլներ։ [[Ալտերնատիվ սպլայսինգի|Ալտերնատիվ սփլայսինգի]] միջոցով կարելի է մեկ գենից ստանալ բազմաթիվ սպիտակուցներ։ Ավելին, որոշ ինտրոններ կատարում են էական դեր գենի էքսպրեսիայի կարգավորման բազմաթիվ ֆունկցիաներում, ինչպիսիք են նոնսենս-միջնորդված քայքայումը կամ ի-ՌՆԹ էքսպորտը։

Էուկարիոտների կորիզում սպիտակուց-կոդավորող գեներում ինտրոնների հայտնաբերումից հետո, բազմիցս քննարկվել է թե արդյո՞ք ներկայիս օրգանիզմների ինտրոնները ժառանգվել են ընդհանուր հին նախնուց (այսպես կոչված «վաղ-ինտրոններ » վարկած), թե՞ դրանք հայտնվել են գեներում ավելի ուշ էվոլյուցիոն գործընթացում («ուշ-ինտրոններ» վարկած)։ Մեկ այլ տեսություն է, որ սպլայսոմը և գեների ինտրոն-էքզոն կառուցվածքը ՌՆԹ աշխարհի ժառանգություն է («առաջին-ինտրոններ» վարկած)։ Դեռևս շարունակվում էեն վիճաբանություններն այն մասին, թե այս վարկածներից որն է ավելի ճիշտ, սակայն կա ընդհանուր համաձայնություն, որ առաջին էուկարիոտային բջիջների ձևավորման ժամանակ բակտերիայից եկած II խմբի ինտրոնները ներխուժել են «հյուրընկալող» բջջի գենոմ: Սկզբում այս ինքնասփլայսինգի ենթարկվող (self-splicing) ինտրոնները կարող էին ինքնուրույն հեռանալ ի-ՌՆԹ նախորդից, սակայն ժամանակի ընթացքում դրանցից որոշները կորցրեցին այդ ունակությունը, և ներկայումս նրանց հեռացումը կատարվում է այլ II խմբի ինտրոնների օգնությամբ՝ ''տրանս'' ձևով: արդյունքում ձևավորվել են մի շարք տրանս-գործող ինտրոններ, որոնք դարձել են սպլայսոսոմի կորիզային փոքր ՌՆԹ-ների նախորդերը։ սփլայսինգի արդյունավետությունը բարձրացել է կայունացնող սպիտակուցների հետ կապվելու միջոցով, ինչի արդյունքում ձևավորվել է առաջնային սպլայսոսոմ։

Տարբեր օրգանիզմների գենոմային ԴՆԹ հաջորդականությունների վաղ ուսումնասիրությունները ցույց են տալիս, որ հոմոլոգ գեների ինտրոն-էքզոն կառուցվածքը տարբեր օրգանիզմներում կարող է խիստ տարբերվել։ Էուկարիոտների ամբողջական գենոմի վերջին ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ ինտրոնի երկարությունը և խտությունը (ինտրոն/գեն)  մոտ ազգակից տեսակների միջև զգալիորեն տարբեր է։ Օրինակ, մարդու գենոմը միջինում պարունակում է 8,4 ինտրոն/գեն (գենոմում 139,418), մինչդեռ միաբջիջ սնկի Encephalitozoon cuniculi-ի գենոմը պարունակում է ընդամենը 0,0075 ինտրոն/գեն (գենոմում 15 ինտրոն)։ Քանի որ էուկարիոտներն առաջացել են ընդհանուր նախնուց (ընդհանուր ծագում), էվոլյուցիայի ընթացքում տեղի է ունեցել ինտրոնների զգալի աճ կամ կորուստ։ Ենթադրվում է, որ այս գործընթացը ենթարկվում է սելեկցիայի, ավելի մեծ տեսակների մոտ նկատվում է ինտրոնների ավելացում, պայմանավորված նրանց պոպուլյացիայի փոքր չափերով, մինչդեռ ավելի փոքր (հատկապես միաբջիջ) տեսակների մոտ նկատվում է հակառակ գործընթացը։ Այն թե գենոմի որ գեները կկուտակեն կամ կկորցնեն ինտրոններ, պայմանավորված են նաև կենսաբանական գործոններով։։

Ինտրոնների հեռացումից հետո գենի ներսում էքզոնների [[Ալտերնատիվ սպլայսինգը|ալտերնատիվ սփլայսինգը]] հնարավորություն է տալիս է մեկ գենից ստանալ  սպիտակուցային հաջորդականությունների մեծ բազմազանություն, մեկ գենից և մեկ ի-ՌՆԹ նախորդից ստանալ բազմաթիվ սպիտակուցներ։ ՌՆԹ-ի ալտերնատիվ սփլայսինգի հսկողությունն իրականացվում է ազդանշանային մոլեկուլների բարդ ցանցով, որոնք զգայուն են ներբջջային և արտաբջջային բազմաթիվ ազդակների նկատմամբ։

Ինտրոնները պարունակում են մի քանի կարճ հաջորդականություններ, որոնք կարևոր են արդյունավետ սփլայսինգի համար։ Այդպիսի հաջորդականություններ են՝ ինտրոնի երկու ծայրերում ակցեպտոր և դոնոր հատվածները, ինչպես նաև ճյուղավորման հատվածերը, որոնք անհրաժեշտ են սպլայսոսոմի կողմից ճիշտ սփլայսինգի համար։ Որոշ ինտրոններ ուժեղացնում են այն գեների էքսպերսիան, որոնց կազմի մեջ են մտնում; Այս պրոցեսը կեչվում է ինտրոն միջնորդավորված ուժգնացում (IME)։

ԴՆԹ-ի ակտիվորեն տրանսկրիպցիայի ենթարկվող շրջանները հաճախ ձևավորում են R-օղակներ, որոնք խոցելի են ԴՆԹ վնասման տեսակետից։ Խմորասնկերի մեծ քանակի էքսպրեսվող գեներում ինտրոնները կանխում են R-ցանցերի ձևավորումը և ԴՆԹ-ի վնասումը։ Ինչպես խմորասնկերի, այնպես էլ մարդու գենոմի ամբողջական վերծանումը ցույց տվեց, որ ինտրոն պարունակող գեներն ունեն  R-ցանցերի նվազագույն քանակ և ԴՆԹ-ի նվազագույն վնասում՝ համեմատած  ինտրոններ չպարունակող գեների հետ։ Ինտրոնի ներդրումը R-ցանցերի զարգացման հակում ունեցող գենում, նույնպես կարող է կանխել R-ցանցերի ձևավորումը և ռեկոմբինացիան։ Բոննեն և մյուսները (2017) ենթադրեցին, որ ինտրոնների գենային կայունությունը պահպանելու հատկությամբ է բացատրվում նրանց էվոլյուցիոն առումով որոշակի տեղերում, մասնավորապես բարձր էքսպրեսիվություն ունեցող գեներում, պահպանվելը։

=== Սովի հանդեպ ադապտացիա ===
Ինտրոնների ֆիզիկական ներկայությունը բարձրացնում է բջջի կայունությունը քաղցի նկատմամբ, քանի որ ինտրոններն ընկճում են այն ռիբիսոմային գեների ակտիվացումը, որոնք պատասխանատու են սննդանյութերի ճանաչման համար։

== Որպես շարժական գենետիկական տարրեր ==
Oրթոլոգ (orthologous) գեների բազմաթիվ համեմատական ուսումնասիրությունները ցույց են տալիս, որ ինտորններն էվոլյուցիայի ընթացքում կարող են ավելանալ կամ պակասել։ Հետագա հետազոտությունները հայտնաբերել են ինտրոնների կորստի և ձեռքբերման հազարավոր օրինակներ, և ենթադրվել է, որ էուկարիոտների առաջացումը կամ էուկարիոտների էվոլյուցիայի սկզբնական փուլերը պայմանավորված էին ինտրոնների ինվազիայով։ Հաստատվել են ինտրոնների կորստի երկու հստակ մեխանիզմ՝ հետադարձ տրանսկրիպտազ-միջնորդված ինտրոնների կորուստ (RTMIL) և գենոմային դելեցիաներ։ Սակայն ինտրոնների ձեռքբերման հստակ մեխանիզմները մնում են անհասկանալի և վիճարկելի։ Մինչ օրս հաղորդվել է ինտրոնների ձեռքբերման առնվազն յոթ մեխանիզմ․ ինտրոնի տրանսպոզիցիա, տրանսպոզոնի ինսերցիա, գենոմի տանդեմային դուպլիկացիա, ինտրոնի փոխադրում, ինտրոնների ձեռքբերում ԴՆԹ-ի երկշղթա պարույրի վնասման վերականգնման արդյունքում, II խմբի ինտրոնի ներդրում և ինտրոնացում։ Տեսականորեն, վերջերս առաջացած ինտրոնների ծագումը պարզաբանելն ամենահեշտն է, քանի որ տիրոջ օրգանիզմի կողմից դրդված մուտացիաները բացակայում են, սակայն նույնիսկ վերջերս հայտնաբերված ինտրոնները չեն առաջացել վերը նշված մեխանիզմներից որևէ մեկով։ Հարց է առաջանում թե ինչու ինտրոնների ձեռքբերման առաջարկվող մեխանիզմները չեն կարողանում բացատրել բազմաթիվ նոր ինտրոնների մեխանիկական ծագումը, արդյոք դրանք ինտրոնների ձեռքբերման ճշգրիտ մեխանիզմներ չեն, թե՞ կան այլ, դեռևս չհայտնաբերված գործընթացներ, որոնց արդյունքում առաջանում են նոր ինտրոններ։

Ինտրոնների տրանսպոզիցիայի դեպքում, որն ինտրոնների ձեռքբերման ամենատարածված մեխանիզմն է, ենթադրվում է, որ սփլայսինգի ենթարկված ինտրոնը հետադարձ սփլայսինգի է ենթարկվում կամ դեպի իր սեփական ի-ՌՆԹ, կամ դեպի մեկ այլ ի-ՌՆԹ՝ նախկինում ինտրոն չպարունակող։ Այս ինտրոններ պարունակող ի-ՌՆԹ-ն հետագայում ենթարկվում է հետադարձ տրանսկրիպցիայի, և ստացված ինտրոններ պարունակող ԴՆԹ-ն կարող է առաջացնել ինտրոնների ձեռքբերում՝ իր սկզբնական գենոմային լոկուսի հետ լրիվ կամ մասնակի ռեկոմբինացիայի միջոցով։

Տրանսպոզոնի ինսերցիաներն առաջացրել են հազարավոր նոր ինտրոններ էուկարիոտների տարբեր տեսսակներում։ Տրանսպոզոնի ինսերցիան երբեմն հանգեցնում է տրանսպոզոնի յուրաքանչյուր կողմում այս հաջորդականության կրկնապատկմանը։ Եթե տրանսպոզոնը ինսերցիայի է ենթարկվում AGGT հաջորդականության մեջ կամ կոդավորում է տրանսպոզոնի հաջորդականության ներսում սփլայսինգի դիրքերը, ապա նման ինսերցիան կարող է հանգեցնել տրանսպոզոնի ինտրոնացմանը առանց կոդավորող հաջորդականության խախտման։ Երբ ինտրոններ առաջացնող տրանսպոզոնները չեն ստեղծում թիրախային կայանի կրկնօրինակներ, տարրերը ներառում են սփլայսինգի երկու կայանները՝ GT (5') և AG (3'), դրանով իսկ ապահովելով ճշգրիտ ապլայսինգ՝ առանց սպիտակուց-կոդավորող հաջորդականության վրա ազդելու։ Դեռևս անհասկանալի է, թե ինչու են այս տարրերը սփլայսինգի ենթարկվում՝ պատահականորեն, թե տրանսպոզոնի որոշակի նախընտրությամբ պայմանավորված գործողության արդյունքում։

Գենոմի տանդեմային դուպլիկացիայի ժամանակ, սփլայսինգի ենթարկվող դոնոր և ակցեպտոր դիրքերի կոնսենսուսային նմանության պատճառով, որոնք երկուսն էլ շատ նման են AGGT հաջորդականությանը, գենոմի AGGT հաջորդականություն պարունակող էքզոնային սեգմենտի տանդեմային դուպլիկացիայի ժամանակ առաջացնում են սփլայսինգի ենթարկման երկու հնարավոր դիրքեր։ Երբ սպլայսոմը սկսում է դրանք իդենտիֆիկացնել, սկզբնական և կրկնօրինակված հատվածների միջև AGGT հաջորդականությունները ենթարկվում են սփլայսինգի, որի արդյունքում ձևավորվում է ինտրոն՝ առանց գենի կոդավորող հաջորդականությունը փոխելու։ Երբ հետազոտողները հայտնաբերեցին դաֆնիայի ինտրոնների մոտ 43%-ին շրջապատող կարճ, ուղղակի կրկնումներ հաստատվեց, որ երկշղթա խզումների վերականգնումը ծայրերի ոչ հոմոլոգ միացման միջոցով (non-homologous end joining) հանդիսանում է ինտրոնի ձեռք բերման աղբյուր։ Սակայն ստատիստիկ առումով նշանակալի լինելու համար, այս տվյալները պետք է համեմատել այլ օրգանիզմներում կրկնումներով շրջապատված ինտրոնների թվի հետ։ Ինչ վերաբերում է II խմբի ինտրոնի ինսերցիային, ենթադրվում է, որ կորիզային գենի II խմբի ինտրոնի ռետրոհոմինգը հանգեցնում է սպլայսոսոմում ինտրոնի ձեռքբերման։

Երբ պարալոգ կամ պսևդոգենային հատվածները ձեռք են բերում ինտրոն, որը ռեկոմբինացիայի միջոցով փոխադրվում է դեպի մի հատված, որի քույր կաղապարում ինտրոնը բացակայում է, ապա ինտրոնի փոխադրումը համարվում է ինտրոնի ձեռքբերման եղանակ։ Ինտրոնիզացիան գործընթաց է, որի ընթացքում մուտացիաները ստեղծում են նոր ինտրոններ նախկին էքզոնային հաջորդականություններից։ Այսպիսով, ի տարբերություն այլ առաջարկված մեխանիզմների, այս մեխանիզմը նոր ինտրոնների ստեղծման համար չի պահանջում ԴՆԹ-ի ինսերցիա կամ ստեղծում։

Վերջին ժամանակների ինտրոնի ձեռք բերման  առաջարկված միակ մեխանիզմը, որը դեռևս ապացուցված չէ, II խմբի ինտրոնի ինսերիցիան է, որն in vivo պայմաններում հանգեցնում է գենի էքսպրեսիայի դադարեցմանը։ Այսպիսով ենթադրվում է, որ II խմբի ինտրոնները սպլայսոմային ինտրոնների հավանական նախորդներն են, որոնք գործում են որպես դիրք սպեցիֆիկ ռետրոտարրեր, և այլևս պատասխանատու չեն ինտրոնի ձեռք բերման համար։ Միակ առաջարկված մեխանիզմը, որն ապացուցվել է փորձարարական և in vivo պայմաններում ստացած տվյալներով գենոմի տանդեմային դուպլիկացիան է՝ կարճ ներգենային տանդեմային դուպլիկացիան, որը հանգեցնում է սպիտակուց կոդավորող գենում նոր ինտրոնի ներդրմանը՝ պահպանելով անփոփոխ պեպտիդային հաջորդականությունը։ Այս մեխանիզմն ունի նաև բազմաթիվ անուղղակի ապացույցներ, որոնք հաստատում են, որ գեների տանդեմային դուպլիկացիան ինտրոնների ձեռքբերման տարածված մեխանիզմն է։ Առաջարկված մեխանիզմների՝ մասնավորապես ԴՆԹ-ի երկշղթա խզման վերականգնման ժամանակ ինտրոնների ձեռքբերման, ինտրոնների տեղափոխման և ինտրոնիզացիայի մեխանիզմների ստուգումը հնարավոր է, սակայն դրանք պետք է ներկայացվեն in vivo, որպեսզի հաստատվեն որպես ինտրոնների ձեռքբերման իրական մեխանիզմներ։ Գենոմխ հետագա հետազոտությունները, հատկապես իրականացված պոպուլյացիոն մակարդակով, գնահատում են յուրաքանչյուր մեխանիզմի հարաբերական մասնակցությունը քանակային և բացահայտում են տեսակ սպեցիֆիկ առանջնահատկությունները, որոնք պարզաբանում են տարբեր տեսակների ինտրոնների ձեռք բերման արագությունների տարբերությունները։

== Տես նաև ==
**Կառուցվածք:**

* [[Էքզոն]]
* [[Ինֆորմացիոն ՌՆԹ|Ի-ՌՆԹ]]

**Ֆունկցիա։*'

* [[ՄիկրոՌՆԹ]]

== Ծանոթագրություններ ==


== Արտաքին հղումներ ==
* [https://web.archive.org/web/20110721225316/http://www.mybioinfo.info/exon_search_symbol.php A search engine for exon/intron sequences defined by NCBI]
* Bruce Alberts, Alexander Johnson, Julian Lewis, Martin Raff, Keith Roberts, and Peter Walter *Molecular Biology of the Cell*, 2007, . Fourth edition is available online through the NCBI Bookshelf: [https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21054/ link]
* Jeremy M Berg, John L Tymoczko, and Lubert Stryer, *Biochemistry'' 5th edition, 2002, W H Freeman. Available online through the NCBI Bookshelf: link
* Intron finding tool for plant genomic sequences
* Exon-intron graphic maker

Կատեգորիա:Գենետիկա
Կատեգորիա:ԴՆԹ
Կատեգորիա:Մոլեկուլային գենետիկական գործընթացներ
Կատեգորիա:Մոլեկուլային կենսաբանություն
Կատեգորիա:ՌՆԹ