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真核細胞は、DNAとRNA内に異なる領域またはセグメントを持っています。たとえば、ヒトゲノムには、DNAおよびRNAコード配列にイントロンとエクソンと呼ばれるグループがあります。
イントロン 特定のタンパク質をコードしないセグメントですが、 エクソン タンパク質のコード。イントロンを「ジャンクDNA」と呼ぶ人もいますが、分子生物学ではこの名前はもはや有効ではありません。これらのイントロンは目的を果たすことができ、実際に役立つことが多いためです。
イントロンとエクソンとは何ですか？
真核生物のDNAとRNAの異なる領域を2つの主要なカテゴリーに分けることができます。 イントロン そして エクソン.
エクソン タンパク質に対応するDNA配列のコーディング領域です。一方、 イントロン エクソン間のスペースにあるDNA / RNAです。それらはコーディングされていないため、タンパク質合成を引き起こしませんが、遺伝子発現には重要です。
の 遺伝コード 生物の遺伝情報を伝えるヌクレオチド配列で構成されています。このトリプレットコードでは、 コドン、3つのヌクレオチドまたは塩基が1つのアミノ酸をコードします。細胞はアミノ酸からタンパク質を構築できます。塩基は4種類しかありませんが、細胞はタンパク質をコードする遺伝子から20種類のアミノ酸を作ることができます。
遺伝暗号を見ると、エクソンがコーディング領域を構成し、エクソン間にイントロンが存在します。イントロンはmRNA配列から「スプライス」または「カット」されるため、翻訳プロセス中にアミノ酸に翻訳されません。
イントロンが重要な理由
イントロンは細胞分裂ごとに複製するため、細胞に余分な仕事をもたらし、細胞は最終的なメッセンジャーRNA（mRNA）産物を作るためにイントロンを除去する必要があります。生物はそれらを取り除くためにエネルギーを捧げなければなりません。
なぜ彼らはそこにいるのですか？
イントロンは 遺伝子発現と調節。細胞はイントロンを転写してプレmRNAを形成します。イントロンは、特定の遺伝子が翻訳される場所を制御するのにも役立ちます。
人間の遺伝子では、配列の約97％がコード化されておらず（正確な割合は使用するリファレンスによって異なります）、イントロンは遺伝子発現に重要な役割を果たします。体内のイントロンの数は、エクソンよりも多くなっています。
研究者がイントロン配列を人為的に削除すると、単一の遺伝子または多くの遺伝子の発現が低下する可能性があります。イントロンは、遺伝子発現を制御する調節配列を持つことができます。
場合によっては、イントロンは切り取られた断片から小さなRNA分子を作ることができます。また、遺伝子に応じて、DNA / RNAのさまざまな領域がイントロンからエクソンに変化する可能性があります。これは オルタナティブスプライシング また、同じDNAシーケンスで複数の異なるタンパク質をコード化できます。
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イントロンが形成できる マイクロRNA （miRNA）、遺伝子発現のアップレギュレーションまたはダウンレギュレーションに役立ちます。マイクロRNAは、通常約22ヌクレオチドのRNA分子の一本鎖です。それらは、遺伝子発現を阻害する転写およびRNAサイレンシング後の遺伝子発現に関与しているため、細胞は特定のタンパク質の生成を停止します。 miRNAについて考える1つの方法は、mRNAを中断するわずかな干渉を提供することを想像することです。
イントロンはどのように処理されますか？
転写中、細胞は遺伝子をコピーして pre-mRNA また、イントロンとエクソンの両方が含まれます。細胞は翻訳前にmRNAから非コード領域を除去する必要があります。 RNAスプライシングにより、細胞はイントロン配列を除去し、エクソンに参加してコードヌクレオチド配列を作成できます。このスプライセオソーム作用は、イントロンの損失から成熟したmRNAを作成し、翻訳を続けることができます。
スプライスソーム、RNAとタンパク質の組み合わせを含む酵素複合体である RNAスプライシング 細胞内でコード配列のみを持つmRNAを作成します。彼らがイントロンを除去しないと、細胞は間違ったタンパク質を作るか、まったく作らない可能性があります。
イントロンは、スプライソソームが認識できるマーカー配列またはスプライス部位を持っているため、特定のイントロンを切断する場所がわかります。次に、スプライソソームは、エクソンの断片を接着または結紮することができます。
先に述べたように、選択的スプライシングは、スプライシングの方法に応じて、細胞が同じ遺伝子からmRNAの2つ以上の形態を形成することを可能にします。ヒトや他の生物の細胞は、mRNAスプライシングから異なるタンパク質を作ることができます。中に オルタナティブスプライシング、1つのpre-mRNAは2つ以上の方法でスプライスされます。スプライシングは、さまざまなタンパク質をコードするさまざまな成熟mRNAを作成します。