Мозаичность эукариотических генов

В бактериальных клетках белки кодируются непрерывной последовательностью нуклеотидов ДНК, которая копируется без изменений с образованием молекулы мРНК. Гены эукариот имеют мозаичную структуру. участки ДНК, несущие информацию о структуре белка, разделены неинформативными, некодирующими, участками. Последовательность нуклеотидов, кодирующая белок, называется экзоном, некодирующая — интроном (рис. 2.13).

Число интронов в генах эукариот может достигать нескольких десятков. Размеры интронов варьируют в очень широких пределах. Только очень немногие эукариотические структурные гены вообще не имеют интронов. К ним относятся, например, гены гистонов и большинства генов белков теплового шока (см. гл. 9).

Интроны крайне разнообразны по структуре и не содержат каких-либо строго специфических для них последовательностей. Их первичная структура гораздо менее консервативна, чем структура экзонов. По-настоящему консервативны лишь два первых и два последних основания в нитронах. Это так называемые незаменимые канонические нуклеотиды: GU на одном конце и AG — на другом. Достаточно консервативны также места.

локализации интронов внутри родственных генов одного вида или в одинаковых генах разных видов.

Рис. 2.13. Мозаичная структура гена эукариот:

• 1 — ген; 2 — РНК-предшественник; 3 — кэп мРНК; 4 — ядерная мембрана;
• 5 — поли (Л)-последовательность

Вопрос о происхождении интронов остается в настоящее время открытым. Очевидно, их появление не было связано с переходом от прокариот к эукариотам. Скорее всего, интроны появились у наиболее древних форм жизни, поскольку они уже существовали у общего предка эукариот и прокариот, не имеющего обособленного ядра. Зачем природе понадобилось создавать подобную структуру эукариотического гена, мы поймем несколько позже из знакомства со следующим разделом.

Поскольку транскрипция происходит с экзонов и интронов, то в эукариотическом ядре сначала образуется очень длинная молекз’ла пре-мРНК. Превращение пре-мРНК в мРНК называется процессингом, или созреванием, ядерных эукариотических транскриптов.