Exon Definition

Ein Exon ist eine kodierende Region eines Gens, das die Informationen enthält, die zur Kodierung eines Proteins erforderlich sind. In Eukaryoten bestehen Gene aus kodierenden Exonen, die mit nicht kodierenden Intronen durchsetzt sind. Diese Introns werden dann entfernt, um eine funktionierende Boten-RNA (mRNA) zu bilden, die in ein Protein übersetzt werden kann.

Exonstruktur

Exons bestehen aus DNA-Abschnitten, die letztendlich in Aminosäuren und Proteine übersetzt werden., In der DNA von eukaryotischen Organismen können Exonen in einem kontinuierlichen Gen zusammen oder durch Intronen in einem diskontinuierlichen Gen getrennt sein. Wenn das Gen in Prä-mRNA transkribiert wird, enthält das Transkript sowohl Introns als auch Exons. Die Prä-mRNA wird dann verarbeitet und die Introns werden aus dem Molekül gespleißt. Reife mRNAs können einige hundert bis mehrere tausend Nukleotide lang sein.

Die Reife mRNA besteht aus exons und kurze untranslatierten Regionen (UTRs) an beiden enden. Die Exonen bilden den letzten Leserahmen, der aus Nukleotiden besteht, die in Drillingen angeordnet sind., Der Leserahmen beginnt mit einem Startcodon (normalerweise AUG) und endet mit einem Beendigungscodon. Die Nukleotide sind in Drillingen angeordnet, da jede Aminosäure durch eine Drei-Nukleotid-Sequenz kodiert ist.

Die Abbildung zeigt ein gen hat drei exons. Das resultierende Gen ist 1317 bp lang, trotz einer anfänglichen Genlänge von über 13.000 bp.

Exon-Funktion

Exons sind Stücke von kodierender DNA, die Proteine kodieren. Verschiedene Exons codieren für verschiedene Domänen eines Proteins. Die Domänen können durch ein einzelnes Exon oder mehrere Exons codiert werden, die zusammengespleißt sind., Das Vorhandensein von Exonen und Intronen ermöglicht eine größere molekulare Evolution durch den Prozess des Exon-Shufflings. Exon Shuffling tritt auf, wenn Exons auf Schwesterchromosomen während der Rekombination ausgetauscht werden. Dies ermöglicht die Bildung neuer Gene.

Exons ermöglichen auch die Übersetzung mehrerer Proteine aus demselben Gen durch alternatives Spleißen. Durch diesen Vorgang können die Exons in verschiedenen Kombinationen angeordnet werden, wenn die Exons entfernt werden., Die verschiedenen Konfigurationen können die vollständige Entfernung eines Exons, die Einbeziehung eines Teils eines Exons oder die Einbeziehung eines Teils eines Introns umfassen. Alternatives Spleißen kann an der gleichen Stelle auftreten, um verschiedene Varianten eines Gens mit einer ähnlichen Rolle zu erzeugen, wie das menschliche slo-Gen, oder es kann in verschiedenen Zell-oder Gewebetypen auftreten, wie dem Maus-Alpha-Amylase-Gen. Alternatives Spleißen und Defekte beim alternativen Spleißen können zu einer Reihe von Krankheiten führen, einschließlich Alkoholismus und Krebs.,

Die Abbildung zeigt mögliche alternative Spleißmechanismen, die zur Übersetzung alternativer Proteine führen können.

Menschliches slo-Gen

Ein Beispiel für extremes alternatives Spleißen ist das menschliche slo-Gen, das für ein Transmembranprotein kodiert, das an der Regulation des Kaliumeintritts in die Haarzellen des Innenohrs beteiligt ist, was zu einer Frequenzwahrnehmung führt. Das Gen besteht aus 35 Exonen, die sich durch die Exzision von ein bis acht Exonen zu über 500 mRNAs kombinieren lassen. Die verschiedenen mRNAs steuern, welche Schallfrequenzen zu hören sind.,

Maus-Alpha-Amylase-Gen

Das Maus-Alpha – Amylase-Gen kodiert für zwei verschiedene MRNA-eine in den Speicheldrüsen und eine in der Leber. Welche der mRNA-Transkripte gebildet wird, wird von verschiedenen Promotoren gesteuert, die für den Gewebetyp spezifisch sind. In diesem Fall enthält die verarbeitete mRNA die gleichen zwei Exons, was zu demselben Protein führt, das jedoch von einem gewebespezifischen Promotor reguliert wird.

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1. Ein Protein wird durch wie viele Exons codiert?
A. 1
B. 2
C. 10
D. Alle oben

2. Wie können neue Gene gebildet werden?
A. Alternatives Spleißen
B. Exon-Mischen
C. Spleißen
D. Keine der obigen

3. Welche Sequenz findet sich üblicherweise am Anfang eines Exons?
A. AUG
B. UAG
C. LF
D. UGA