Напоминаю, что в гене наряду с информативными участками, которые кодируют информацию о последовательности аминокислот в белке (их называют экзонами), так же содержатся участки и неинформативные, что не несут о белках полезной информации (интроны): "Созрели гены в ядре у дяди Вани..."
При созревании копии гена (матричной РНК) участки, соответствующие интронам, вырезаются и выбрасываются, прямо как мусор, а обрывки копий экзонов сшиваются (этот процесс называется сплайсингом). Теперь вопрос: вы можете поверить, чтобы всегда рачительная природа создала нечто годящееся только в мусор? Я - нет. Вот и учёные, открывшие экзоны и интроны в структуре белка, тут же усомнились в бесполезности последних и давай выяснять, зачем же эти на первый взгляд бессмысленные вставки всё-таки нужны. И выяснили.
Рассказываю, какие функции интронов были открыты:
1. Некоторые интроны содержат участки, способные усиливать активность гена, которому они принадлежат, активируя и ускоряя его копирование (транскрипцию). Химические соединения, способные на такое, называются энхансерами (англ. enhancer – "усилитель, увеличитель"). Энхансер - это часть регуляторной структуры гена (чуть, понимаешь, одного из руководителей в мусор не выбросили!)
2. Наличие интронов в гене делает возможным альтернативный сплайсинг, то есть при созревании матричной РНК обрывки копий экзонов могут склеиваться в различной последовательности. Таким образом создаётся несколько разнообразных изомерных копий одного и того же гена, на каждой из которых собирается свой вариант белка. Один ген - несколько альтернативных белков. Вот это оптимизация-экономия места на носителе при хранении информации!
3. И ещё одна важная функция - копии интронов, входящие в состав незрелой матричной РНК, способны участвовать в процессах авторегуляции в клетке. Как это происходит, могу показать на примере регуляции синтеза двух белков L30 и S14:
L30 и S14 - это белки, которые клетка использует для создания своих органоидов - рибосом. Когда этих белков синтезируется избыточное количество, они начинают путаться под ногами не отправляются на создание новых рибосом, а вступают в химическое взаимодействие с интронами тех самых незрелых матричных РНК (пре-м-РНК), которые являются копиями генов, отвечающими за образование таких же, как и они, белков L30 и S14. Заблокировав таким образом интронные участки своих пре-м-РНК, белки L30 и S14 препятствуют дальнейшему сплайсингу, а значит и образованию новых белков их типа. Что может снять подобную блокировку? Только ситуация, при которой белков L30 и S14 вновь окажется недостаточно. Вот тогда все они будут призваны на сборку очередной партии рибосом, отлепятся от своих незрелых матричных РНК, открыв для них возможность созреть и стать наконец матрицами для новых L30 и S14 .
Что ещё можно почитать о генетическом коде и его свойствах:
«На роду написано». А точнее – где это написано и как?
Если ДНК кодирует исключительно белки, то где же в ней информация о нас?
Действительно ли наши гены на 50% совпадают с генами банана? - об универсальности генетического кода
Всего четыре буквы в алфавите. Что за язык? - об избыточности (вырожденности) генетического кода
О комплИментах, комплЕментах и заданиях ЕГЭ по биологии на генетический код - о комплементарности генетического кода
Скованные двойной цепью... Зачем ДНК нужна вторая цепь?
На концах цепей ДНК есть "этикетки". Зачем? - об антинаправленности цепей ДНК
Дорожная карта для... нуклеотида
Собрались как-то... промотор, оператор и терминатор