Интроны - Инструкции по сборке генов

Интрон (от англ. *intragenic region* — "внутригенная область") — Некодирующий участок гена, который удаляется из молекулы РНК в процессе сплайсинга и не участвует в синтезе белка.

В отличие от экзонов, которые остаются в зрелой мРНК, интроны считаются "молекулярным мусором", хотя некоторые из них играют регуляторную роль.

Основные характеристики интронов

1. Структура и расположение

Интроны находятся между экзонами в генах эукариот (у прокариот их почти нет).
При транскрипции ДНК в пре-мРНК интроны копируются, но затем вырезаются.
На границах интронов есть консервативные последовательности (например, GU в начале и AG в конце у эукариот), которые помогают сплайсосоме точно их удалять.

Пример структуры гена:

ДНК:

[Экзон1]--[Интрон]--[Экзон2]--[Интрон]--[Экзон3]

После сплайсинга:

мРНК:

[Экзон1][Экзон2][Экзон3]

2. Биологическая роль

Хотя интроны не кодируют белки, они могут:

Регулировать экспрессию генов (например, содержать участки, влияющие на скорость транскрипции).
Участвовать в альтернативном сплайсинге (один ген может давать разные белки в зависимости от того, какие экзоны включаются в мРНК).
Содержать "гены внутри генов" - иногда в интронах скрыты малые РНК или даже белок-кодирующие гены.

3. Эволюционное значение

Интроны считаются "эгоистичными элементами" — они могут размножаться в геноме без пользы для организма.
У сложных организмов (например, человека) интронов больше, чем у простых (дрожжей).
Некоторые интроны способны к самовырезанию (каталитические рибозимы).

Интроны vs. Экзоны

Характеристика	Интроны	Экзоны
Кодирует белок?	Нет (некодирующие).	Да (кодирующие).
Судьба при сплайсинге	Вырезаются и разрушаются.	Остаются в мРНК
Длина	Обычно длиннее экзонов.	Короткие (50–300 нуклеотидов).
Эволюция	Быстро меняются.	Консервативны (важные для белка).
Пример	У гена β-глобина — 2 интрона.	У того же гена — 3 экзона.

Зачем нужны интроны, если они не кодируют белки?

1. Усложнение регуляции генов

Интроны могут содержать энхансеры и сайленсеры, которые усиливают или подавляют транскрипцию.

2. Альтернативный сплайсинг

Благодаря интронам один ген может производить несколько вариантов белка.
Эволюционная гибкость — интроны позволяют генам легче перестраиваться и создавать новые комбинации экзонов.

Интересные факты

Рекордсмен по интронам: Ген *TTN* (кодирует белок титин) содержит 363 экзона и 178 интронов.
Бактерии почти не имеют интронов — их гены компактны и состоят почти только из экзонов.
Некоторые интроны — "паразиты" — они могут перемещаться по геному (например, ретротранспозоны).

Вывод

Интроны - это "инструкции по сборке" генов, которые помогают клетке создавать разнообразие белков и регулировать их производство.

Хотя когда-то их считали "мусорной ДНК", теперь ясно, что они играют важную роль в эволюции и работе генома.