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Intron

Última atualização em 19 de agosto de 2022

Definição do íntron

Um íntron é um longo trecho de DNA não codificante encontrado entre exons (ou regiões de codificação) em um gene. Os genes que contêm íntrons são conhecidos como genes descontínuos ou divididos, pois as regiões de codificação não são contínuas. Os íntrons são encontrados apenas em organismos eucarióticos.

Aqui vemos a estrutura de um pré-mRNA (ou hrrNA) e um mRNA maduro após o processamento do mRNA (splicing, a adição de uma capa 5 ‘e uma cauda poli-A).

Descoberta de íntron

Os íntrons foram descobertos em 1977 com a introdução do sequenciamento de DNA. Embora se soubesse que as moléculas de mRNA eucariótico maduro eram mais curtas que as transcrições iniciais, acreditava -se que as transcrições eram simplesmente aparadas nas extremidades. Quando os dois tipos de moléculas foram sequenciados, foi revelado que esse não era o caso; Grande parte da transcrição removida veio de regiões internas e não das extremidades extremas. Isso levou uma extensa pesquisa sobre como os íntrons foram removidos das transcrições e qual poderia ser seu papel.

Estrutura do íntron

Em geral, os íntrons são muito mais longos que os exons; Eles podem compensar até 90% de um gene e podem ter mais de 10.000 nucleotídeos de comprimento. Os íntrons são predominantes nos genes; Mais de 90% dos genes humanos contêm íntrons com uma média de nove íntrons por gene.

Um íntron é um trecho de DNA que começa e termina com uma série específica de nucleotídeos. Essas seqüências atuam como limite entre íntrons e exons e são conhecidos como locais de emenda. O reconhecimento do limite entre codificação e DNA não codificante é crucial para a criação de genes funcionais. Nos seres humanos e a maioria dos outros vertebrados, começa com 5 ‘gua e termina em CAG 3’. Existem outras seqüências conservadas encontradas nos íntrons de vertebrados e invertebrados, incluindo um ponto de ramificação envolvido na formação de Lariat (Loop).

Aqui vemos uma sequência de consenso para um íntron de vertebrados. O íntron começa com gur e termina em um trato polipirimidina seguido de YAG.

Função intron

Embora os íntrons fossem inicialmente – e até certo ponto ainda são – considerados “DNA lixo”, foi demonstrado que os íntrons provavelmente desempenham um papel importante na regulação e na expressão gênica. Como os íntrons causam um aumento no comprimento do gene, isso aumenta a probabilidade de atravessar e recombinação entre os cromossomos irmãos. Isso aumenta a variação genética e pode resultar em novas variantes de genes por meio de duplicações, deleções e embaralhamento de exon. Os íntrons também permitem splicing alternativo. Isso permite que um único gene codifique várias proteínas, pois os exons podem ser montados de várias maneiras.

Splicing

Durante a transcrição, a RNA polimerase copia todo o gene, tanto os íntrons quanto os exons, para a transcrição inicial do mRNA conhecida como pré-mRNA ou RNA nuclear heterogêneo (hRRNA). Como os íntrons não são transcritos, eles devem ser removidos antes que a tradução possa ocorrer. A excisão de íntrons e a conexão dos exons em uma molécula de mRNA madura ocorre no núcleo e é conhecida como splicing.

Os íntrons contêm uma série de sequências envolvidas na emenda, incluindo locais de reconhecimento de spliceossomos. Esses sites permitem que o spliceossomo reconheça o limite entre os íntrons e os exons. Os próprios locais são reconhecidos por pequenas ribonucleoproteínas nucleolares (SNRNPs). Existem vários SNRNPs envolvidos no splicing de mRNA que combinados criam um spliceossomo.

O splicing ocorre em três etapas:

Esta figura mostra a emenda de um íntron através da formação de um lariat. O íntron é então removido, deixando os dois exons conectados.

Não se sabe como os SNRNPs e o spliceossomo identificam quais locais de reconhecimento se ligam, dado que os íntrons podem ter milhares de pares de bases longos e existem muitos locais de emenda criptográfica em que as sequências de reconhecimento são encontradas em outras partes do gene. Acredita -se que certas proteínas (por exemplo, proteínas SR), intensificadores e silenciadores estão envolvidos. Os silenciadores de emenda também foram implicados em doenças humanas.

Splicing alternativo

Os íntrons e o mecanismo de emenda também permitem produtos genéticos alternativos em um processo conhecido como splicing alternativo. Cada gene descontínuo é composto de dois ou mais exons, permitindo várias maneiras pelas quais os exons podem ser montados. O splicing alternativo pode resultar em duas a centenas de mRNAs diferentes. O splicing alternativo é comum em algumas espécies, mas raro em outras; É encontrado em mais de 80% dos genes humanos, mas existem apenas três casos conhecidos em Saccharomyces cerevisiae (levedura).

O splicing alternativo pode ocorrer de várias maneiras:

  • Exon pulando: um (ou mais) éxons não estão incluídos no mRNA final
  • Retenção de íntron: parte do íntron não é adequadamente emendada e permanece no mRNA final
  • Local alternativo de emenda: o spliceossomo remove parte de um (ou mais) exon, bem como o íntron

rRNAs e tRNAs

Os íntrons também podem ser encontrados em pré-rRNAs e pré-TRNAs. Os íntrons nos rRNAs são raros, com exemplos até agora encontrados apenas em eucariotos mais baixos. Ao contrário dos íntrons em outras moléculas, alguns íntrons de rRNA têm uma característica única-eles são auto-explicantes. Os íntrons auto-explicantes se enquadram em uma categoria conhecida como íntrons do grupo I. Em vez de depender de uma enzima externa para realizar a excisão, os próprios íntrons atuam como uma enzima conhecida como ribozima. As ribozimas foram descobertas no tetrahimena ciliado em 1982 e revolucionaram a maneira como os cientistas viam enzimas.

Os íntrons nos TRNAs são mais comuns do que os dos rRNAs, mas muito menos prevalentes do que nos mRNAs, particularmente em vertebrados (isto é, 6% dos tRNAs humanos). Os íntrons nos TRNAs são relativamente curtos, variando de 14 a 60 pares de bases de comprimento. Os íntrons fazem parte da estrutura do caule e do loop do tRNA, ligando -se a uma seção do braço anticódon. A remoção dos íntrons pré-tRNA é feita por uma única endonuclease.

Questionário

1. Quais organismos não têm íntrons? A. Bactérias B. Fungi C. Protozoa D. Plantas

Resposta à pergunta nº 1

A está correto. Os íntrons são encontrados apenas em organismos eucarióticos. Enquanto a prevalência de íntrons varia entre os táxons, eles podem ser encontrados em todos os filos eucarióticos.

2. Onde ocorre o splicing? A. Citosol B. Ribossomos C. Núcleus D. Cloroplastos

Resposta à pergunta nº 2

C está correto. Splicing, ou remoção dos íntrons de um pré-mRNA, ocorre no núcleo. A emenda é um componente do processamento do mRNA, juntamente com a adição de uma tampa de 5 ‘e 3’ poly-A. Uma vez processado, o mRNA maduro é transportado para fora do núcleo para tradução.

3. Quais moléculas contêm íntrons? A. pré-mRNA B. pré-rRNA C. pré-TRNA D. todos os acima

Resposta à pergunta nº 3

D está correto. Embora os íntrons sejam raros no pré-rRNA e incomum no tRNA, eles podem ser encontrados nas moléculas de mRNA e pré-mRNA. Em muitos organismos, os íntrons são comuns no pré-mRNA, sendo encontrados em mais de 90% dos genes humanos e em uma proporção semelhante de outros genomas de vertebrados.

Referências

  • Brown, T. (2012) .Introdução à genética: uma abordagem molecular Chs. 3, 5 e 6. Nova York, NY: Garland Science, Taylor & Francis Group, LLC. ISBN: 978-0-8153-6509-9.
  • Wong, J. J.-L., Au, A. Y. M., Ritchie, W., & Rasko, J. E. J. (2015). Retenção de íntron no mRNA: Não mais bobagem. BIOESSAYS 38: 41-49.

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