Мозаичные гены. Интроны. Экзоны.

Для эукариот характерно наличие мозаичных генов.

Их открытие позволило по-новому объяснить наличие избыточной ДНК , не входящей в структурные гены

Строение мозаичного гена

• Ген состоит из экзонов и интронов, начинается экзоном и заканчивается экзоном

• Порядок расположения экзонов в гене совпадает с их расположением в мРНК, интроны удаляются из первичного транскрипта и отсутствуют в зрелой мРНК

• На границе экзон-интрон имеется определенная постоянная последовательность нуклеотидов ГТ-АГ

• Особенности строения мозаичного гена позволяют максимально использовать генетическую информацию

• Возможность альтернативного сплайсинга

Интрон — участок ДНК, который является частью гена, но не содержит информации о последовательности аминокислот белка.

Последовательность нуклеотидов, соответствующая интрону, удаляется из транскрибированной с него РНКв процессе сплайсинга до того, как произойдёт считывание белка (трансляция). Интроны характерны для всех типов эукариотической РНК, но также найдены в рибосомальной РНК (рРНК) и транспортной РНК (тРНК) прокариот. Число и длина интронов очень различны в разных видах и среди разных генов одного организма. Например, геном рыбы фугу (Takifugu rubripes) содержит мало интронов. С другой стороны, гены млекопитающих и цветковых растений часто содержат многочисленные интроны, которые могут быть длиннее экзонов.

Существует четыре группы интронов: Ядерные интроны, Интроны группы I, Интроны группы II, Интроны группы III

Иногда интроны группы III также относят к группе II, потому что они похожи по структуре и функции.

Ядерные, или сплайсосомные интроны подвергаются сплайсингу при помощи сплайсосомы и малых ядерных РНК (snRNA). В последовательности РНК, содержащей ядерные интроны, есть специальные сигнальные последовательности, которые узнаются сплайсосомой.

Интроны I, II и III группы способны к автосплайсингу и встречаются реже, чем сплайсосомные интроны. Интроны II и III группы похожи друг на друга и обладают консервативной вторичной структурой. Они обладают свойствами, похожими на свойства сплайсосомы и, вероятно, являются её эволюционными предшественниками. Интроны I группы, которые встречаются у бактерий и простейших — единственный класс интронов, который требует присутствие несвязанного гуанилового нуклеотида. Их вторичная структура отличается от вторичной структуры интронов II и III группы.

Экзон — это последовательность ДНК, которая обычно представлена в зрелой РНК. При альтернативном сплайсинге некоторые экзоны удаляются из зрелой РНК.

Зрелая РНК может образоваться в результате:

• удаления интронов из незрелой мРНК в процессе цис-сплайсинга

• или объединения и лигирования двух или более незрелых мРНК в процессе транс-сплайсинга.

Зрелая РНК может кодировать полипептид (мРНК) или выполнять некодирующие функции (входить в состав рибосомы, рРНК или участвовать в трансляции в случаетРНК). В зависимости от контекста, экзон может соответствовать последовательности нуклеотидов и ДНК, и транскрипта РНК.

Альтернативный сплайсинг — процесс, в ходе которого экзоны, вырезаемые из пре-мРНК, объединяются в различных комбинациях, что порождает различные формы зрелой мРНК