Hauptunterschied – Introns vs. Exons

Introns und Exons werden als zwei Merkmale eines Gens betrachtet, das kodierende Regionen enthält, die als Exons bekannt sind und von nicht-kodierenden Regionen, den sogenannten Introns, unterbrochen werden. Exons kodieren für Proteine ​​und die DNA-Regionen zwischen den Exons sind Introns. Nur Eukaryoten enthalten Introns in der kodierenden Region. In Eukaryoten werden sowohl Introns als auch Exons in Form des mRNA-Primärtranskripts transkribiert. Während der mRNA-Prozessierung werden Introns aus dem mRNA-Primärtranskript entfernt, wodurch eine reife mRNA entsteht, die den Zellkern im Zytoplasma verlässt, um in eine Aminosäuresequenz übersetzt zu werden. Die Hauptunterschied zwischen Introns und Exons ist das Introns bleiben im Kern und halten die DNA in den Genen sicher, während Exons den Kern verlassen, um in ein Protein übersetzt zu werden.

Dieser Artikel untersucht,

1. Was sind Introns? – Definition, Eigenschaften, Funktion 2. Was sind Exons? – Definition, Eigenschaften, Funktion 3. Was ist der Unterschied zwischen Introns und Exons?

Was sind Introns?

Ein Intron ist eine Sequenz von Nukleotiden, die sowohl in DNA als auch in RNA vorkommt und die Sequenz des Gens unterbricht. Introns werden sowohl in den intergenischen Regionen des Gens als auch in dem mRNA-Primärtranskript gefunden. Das Wort Intron bedeutet „Im Kern“. Daher ist die Entfernung durch RNA-Spleißen innerhalb des Kerns ein universelles Merkmal in Introns. Daher fehlen der reifen RNA Introns. Auf der anderen Seite fehlen Prokaryonten RNA-Spleißmechanismen. Daher können spezifische Regionen wie Exons und Introns in Prokaryonten nicht identifiziert werden. Die Struktur des mRNA-Primärtranskripts wird auch als Prä-mRNA bezeichnet; sein Spleißen von Exons, um die reife mRNA zu bilden, ist in 1 gezeigt.

Abbildung 1: Prä-mRNA und ihr Spleißen in eine reife mRNA

Introns können in vier Hauptklassen eingeteilt werden: spleißosomale Introns, tRNA-Introns, Gruppe-I-Introns und Gruppe-II-Introns. Spleißosomale Introns finden sich in den Protein-kodierenden Genen, die von Spleißosomen entfernt werden. Die tRNA-Introns sind die Segmente von tRNAs, die aus der Anticodon-Schleife von tRNA-Vorläufern entfernt wurden. Gruppe-I- und Gruppe-II-Introns werden aus einer Vielzahl von Protein-kodierenden und anderen mRNA-Typen selbst gespleißt und bilden eine 3D-Architektur.

Die biologische Funktion von Introns ist nicht eindeutig bekannt. Introns im Genom dienen als wesentlicher Teil der DNA und halten die DNA im Genom sicher. Alternatives Spleißen von Introns fördert die Produktion einer Vielzahl von Proteinen aus einem einzigen mRNA-Primärtranskript.

Was sind Exons?

Ein Exon ist die kodierende Region des Gens, die eine Aminosäuresequenz eines funktionellen Proteins kodiert. In eukaryontischen Genen werden die Exons durch Introns unterbrochen. Nach der Verarbeitung besteht die reife mRNA jedoch nur noch aus Exons. Der Vorgang des Entfernens von Introns wird als Spleißen bezeichnet. Alternatives Spleißen fördert die Produktion verschiedener Kombinationen von Aminosäuresequenzen, indem verschiedene Kombinationen von Exons miteinander kombiniert werden. Daher sind Exons für die Aminosäuresequenz des Polypeptids verantwortlich. Der gesamte Exonsatz im Genom wird als Exom bezeichnet. Im menschlichen Genom besteht das Exom nur aus 1,1% des gesamten Genoms, während die Introns aus 24% des Genoms bestehen und 75% des Genoms aus intergenischen Regionen bestehen. Sowohl Protein-kodierende Regionen als auch 5'- und 3'-untranslatierte Regionen (UTRs) sind in Exons enthalten. Die 5’-UTR ist im ersten Exon enthalten. Die Genstruktur mit Exons, die durch Introns unterbrochen sind, ist in Abbildung 2 dargestellt.

Abbildung 2: Genstruktur mit Exons und Introns

Unterschied zwischen Introns und Exons

Definition

Introns: Introns sind DNA-Segmente, die keine Aminosäuresequenz in der kodierenden Region kodieren.

Exons: Exons sind die DNA-Segmente, die einen Teil einer Aminosäuresequenz eines vollständigen Proteins kodieren.

DNA codieren

Introns: Introns gehören zur nicht-kodierenden DNA.

Exons: Exons gehören zur kodierenden DNA.

Transkription

Introns: Introns werden als Basen betrachtet, die sich zwischen zwei Exons befinden.

Exons: Exons sind die Basen, die eine Aminosäuresequenz eines Proteins kodieren.

Gegenwart

Introns: Introns kommen nur in Eukaryoten vor.

Exons: Exons kommen sowohl in Prokaryoten als auch in Eukaryoten vor.

Bewegung im Kern

Introns: Introns bleiben im Kern, indem sie während der mRNA-Prozessierung im Kern aus dem mRNA-Primärtranskript herausspleißen.

Exons: Exons verlassen den Zellkern nach der Produktion der reifen mRNA ins Zytoplasma.

Sequenzerhaltung

Introns: Die Sequenzen in den Introns sind im Vergleich zu Exons weniger konserviert.

Exons: Die Sequenzen in den Exons sind hochkonserviert.

Präsenz im Genom

Introns: Introns werden im DNA- und mRNA-Primärtranskript gefunden.

Exons: Exons werden sowohl in DNA als auch in mRNA gefunden.

Funktion

Introns: Die Funktion von Introns ist nicht genau bekannt, aber es wird angenommen, dass es ein wesentlicher Teil der DNA ist.

Exons: Die Funktion von Exons soll in ein Protein übersetzt werden.

Abschluss

Ein Gen ist ein DNA-Segment, das ein funktionelles Produkt liefert, entweder ein Polypeptid oder eine RNA. Die intergenischen Regionen eines Gens bestehen aus Introns. Das heißt, ein Gen in Eukaryoten besteht aus einer kodierenden Regionsstruktur, die in Segmente, die Exons genannt werden, aufgespalten ist; Introns können zwischen zwei Exons gefunden werden. Introns gehören zur nicht-kodierenden DNA. Alle Exons zusammen mit den intergentischen Regionen werden durch RNA-Polymerase in das primäre Transkript der mRNA transkribiert. Introns werden während der mRNA-Prozessierung aus dem primären Transkript entfernt. Somit besteht eine reife mRNA nur aus Exons. Das Spleißen von Exons kann in polycistronischen mRNAs in Prokaryoten auf alternative Weise erfolgen, wobei mehr als eine Art von reifen mRNAs aus einem einzigen mRNA-Primärtranskript produziert wird. Introns im Genom werden als wesentlicher Anteil der DNA betrachtet, während Exons für Proteine ​​kodieren. Daher besteht der Hauptunterschied zwischen Introns und Exons in ihrer Funktion im Genom.

Referenz:1.Berg, Jeremy M. „Die meisten eukaryotischen Gene sind Mosaike aus Introns und Exons.“ Biochemie. 5. Auflage. U.S. National Library of Medicine, 01. Januar 1970. Web. 23. März 2017.2.Cooper, Geoffrey M. „Die Komplexität eukaryotischer Genome.“ Die Zelle: Ein molekularer Ansatz. 2. Auflage. U.S. National Library of Medicine, 01. Januar 1970. Web. 23. März 2017.3.Lodish, Harvey. "Molekulare Definition eines Gens." Molekulare Zellbiologie. 4. Auflage. U.S. National Library of Medicine, 01. Januar 1970. Web. 23. März 2017.4.„Exon/ Exons.“ Natur Nachrichten. Nature Publishing Group, ohne Datum Netz. 23. März 2017.

Bildhöflichkeit: 1. „Pre-mRNA to mRNA“ Von Qef – Eigene Arbeit von Uploader, basierend auf der Anordnung eines Bitmap-Äquivalents von TedE (Public Domain) über Commons Wikimedia2. „Genstruktur“ von Daycd, im englischen Wikipedia-Projekt (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia