Hispanopedia Wiki
Articulo de referencia

Exón

En el proceso de empalme de ARN, se eliminan los intrones y se unen los exones. Los ARN pueden ser ARNm o ARN no codificante . Un exón es cualquier parte de un gen que formará p...

Hispanopedia WikiContenido en espanolLectura gratuita
En el proceso de empalme de ARN, se eliminan los intrones y se unen los exones. Los ARN pueden ser ARNm o ARN no codificante .

Un exón es cualquier parte de un gen que formará parte del ARN maduro final producido por ese gen después de que los intrones se hayan eliminado mediante el empalme de ARN . El término exón se refiere tanto a la secuencia de ADN dentro de un gen como a la secuencia correspondiente en los transcritos de ARN. En el empalme de ARN, los intrones se eliminan y los exones se unen covalentemente entre sí como parte de la generación del ARN maduro . Así como el conjunto completo de genes de una especie constituye el genoma , el conjunto completo de exones constituye el exoma .

Historia

El término exón es una abreviatura de la frase región expresada y fue acuñado por el bioquímico estadounidense Walter Gilbert en 1978: [ 1 ]

La noción de cistrón ... debe ser reemplazada por la de una unidad de transcripción que contiene regiones que se perderán del mensajero maduro – que sugiero que llamemos intrones (por regiones intragénicas) – alternando con regiones que se expresarán – exones.   

Esta definición se creó originalmente para transcripciones codificantes de proteínas que se empalman antes de ser traducidas. Posteriormente, el término pasó a incluir secuencias extraídas del ARNr [ 2 ] y del ARNt [ 3 ] , y de otros ARNnc [ 4 ] , y también se utilizó más tarde para moléculas de ARN originadas en diferentes partes del genoma que luego se ligan mediante trans-empalme [ 5 ] .

Contribución a los genomas y distribución del tamaño

Aunque los eucariotas unicelulares como la levadura no tienen intrones o tienen muy pocos, los metazoos y especialmente los genomas de los vertebrados tienen una gran fracción de ADN no codificante . Por ejemplo, en el genoma humano solo el 1,1% del genoma está cubierto por exones, mientras que el 24% está en intrones, y el 75% del genoma es ADN intergénico . [ 6 ] Esto puede proporcionar una ventaja práctica en la atención médica asistida por ómicas (como la medicina de precisión ) porque hace que la secuenciación comercial de exoma completo sea un desafío menor y menos costoso que la secuenciación comercial de genoma completo . La gran variación en el tamaño del genoma y el valor C entre las formas de vida ha planteado un desafío interesante llamado el enigma del valor C.

En todos los genes eucariotas de GenBank, había (en 2002), en promedio, 5,48 exones por gen codificante de proteínas. El exón promedio codificaba entre 30 y 36 aminoácidos . [ 7 ] Si bien el exón más largo en el genoma humano tiene 11555 pb de longitud, se han encontrado varios exones de solo 2 pb de longitud. [ 8 ] Se ha informado de un exón de un solo nucleótido en el genoma de Arabidopsis . [ 9 ] En humanos, al igual que el ARNm codificante de proteínas , la mayoría del ARN no codificante también contiene múltiples exones. [ 10 ]

Estructura y función

Exones en un precursor de ARN mensajero (pre-ARNm). Los exones pueden incluir secuencias que codifican aminoácidos (rojo) y secuencias no traducidas (gris). Los intrones —aquellas partes del pre-ARNm que no están presentes en el ARNm— (azul) se eliminan, y los exones se unen (empalman) para formar el ARNm funcional final. Los extremos 5′ y 3′ del ARNm están marcados para diferenciar las dos regiones no traducidas (gris).

En los genes que codifican proteínas, los exones incluyen tanto la secuencia codificante como las regiones no traducidas 5' y 3' (UTR). A menudo, el primer exón incluye tanto la UTR 5' como la primera parte de la secuencia codificante, pero en algunos genes se encuentran exones que contienen solo regiones de la UTR 5' o (más raramente) de la UTR 3', es decir, las UTR pueden contener intrones. [ 11 ] Algunos transcritos de ARN no codificante también tienen exones e intrones.

Los ARNm maduros que se originan del mismo gen no tienen por qué incluir los mismos exones, ya que los diferentes intrones en el pre-ARNm pueden eliminarse mediante el proceso de empalme alternativo .

La exonización es la creación de un nuevo exón, como resultado de mutaciones en los intrones . [ 12 ]

Enfoques experimentales que utilizan exones

El atrapamiento de exones o « captura de genes » es una técnica de biología molecular que aprovecha la existencia del empalme intrón-exón para encontrar nuevos genes. [ 13 ] El primer exón de un gen «atrapado» se empalma con el exón contenido en el ADN de inserción . Este nuevo exón contiene el marco de lectura abierto para un gen reportero que ahora puede expresarse utilizando los potenciadores que controlan el gen diana. Un científico sabe que se ha atrapado un nuevo gen cuando se expresa el gen reportero.

El empalme puede modificarse experimentalmente para excluir exones específicos de los transcritos de ARNm maduros bloqueando el acceso de las pequeñas ribonucleoproteínas nucleares (snRNP) que dirigen el empalme al pre-ARNm mediante oligonucleótidos antisentido de morfolino . [ 14 ] Esta técnica se ha convertido en un estándar en biología del desarrollo . Los oligonucleótidos de morfolino también pueden utilizarse para impedir que las moléculas que regulan el empalme (por ejemplo, potenciadores y supresores del empalme) se unan al pre-ARNm, alterando así los patrones de empalme.

Uso indebido común del término

Algunos usos incorrectos comunes del término exón son que "los exones codifican proteínas", "los exones codifican aminoácidos" o "los exones se traducen" [ 15 ] . Sin embargo, este tipo de definiciones solo abarcan los genes que codifican proteínas y omiten aquellos exones que forman parte de un ARN no codificante [ 16 ] o de la región no traducida de un ARNm [ 17 , 18 ] . Estas definiciones incorrectas aún aparecen en fuentes secundarias generalmente confiables [ 19 , 20 ] .

Véase también

Referencias

  1. ↑ Gilbert W (febrero de 1978). "¿Por qué los genes están fragmentados?" . Nature . 271 (5645): 501. Bibcode : 1978Natur.271..501G . doi : 10.1038/271501a0 . PMID 622185 . 
  2. ↑ Kister KP, Eckert WA (marzo de 1987). "Caracterización de un intermediario auténtico en el proceso de autoempalme del ARN precursor ribosómico en macronúcleos de Tetrahymena thermophila" . Nucleic Acids Research . 15 (5): 1905–20 . doi : 10.1093/nar/15.5.1905 . PMC 340607. PMID 3645543 .  
  3. ↑ Valenzuela P, Venegas A, Weinberg F, Bishop R, Rutter WJ (enero de 1978). "Estructura de los genes de fenilalanina-ARNt de levadura: un segmento de ADN interviniente dentro de la región que codifica el ARNt" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 75 (1): 190– 4. Bibcode : 1978PNAS...75..190V . doi : 10.1073/pnas.75.1.190 . PMC 411211. PMID 343104 .  
  4. ↑ Khan, MR; Wellinger, RJ; Laurent, B (agosto de 2021). "Explorando el empalme alternativo de ARN largos no codificantes". Trends in Genetics . 37 (8): 695– 698. doi : 10.1016/j.tig.2021.03.010 . PMID 33892960. S2CID 233382870 .  
  5. ↑ Liu AY, Van der Ploeg LH, Rijsewijk FA, Borst P (junio de 1983). "La unidad de transposición del gen 118 de la glicoproteína de superficie variante de Trypanosoma brucei. Presencia de elementos repetidos en su borde y ausencia de secuencias asociadas al promotor". Journal of Molecular Biology . 167 (1): 57– 75. doi : 10.1016/S0022-2836(83)80034-5 . PMID 6306255 . 
  6. ↑ Venter JC ; et al. (2000). "La secuencia del genoma humano" . Science . 291 (5507): 1304– 51. Bibcode : 2001Sci...291.1304V . doi : 10.1126/science.1058040 . PMID 11181995 .  
  7. ↑ Sakharkar M, Passetti F, de Souza JE, Long M, de Souza SJ (2002). "ExInt: una base de datos de intrones de exones" . Nucleic Acids Res . 30 (1): 191– 4. doi : 10.1093/nar/30.1.191 . PMC 99089. PMID 11752290 .  
  8. ↑ Sakharkar MK; Chow VT; Kangueane P. (2004). "Distribuciones de exones e intrones en el genoma humano". In Silico Biol . 4 (4): 387– 93. doi : 10.3233/ISB-00142 . PMID 15217358 . 
  9. ↑ Guo Lei, Liu Chun-Ming (2015). " Un exón de un solo nucleótido encontrado en Arabidopsis" . Scientific Reports . 5 18087. Bibcode : 2015NatSR...518087G . doi : 10.1038/srep18087 . PMC 4674806. PMID 26657562 .  
  10. ^ Derrien, T; Johnson, R; Bussotti, G; Tanzer, A; Djebali, S; Tilgner, H; Guernec, G; Martín, D; Merkel, A; Knowles, director general; Lagarde, J; Veeravalli, L; Ruán, X; Ruán, Y; Lassmann, T; Carninci, P; Marrón, JB; Lipovich, L; González, JM; Tomás, M; Davis, California; Shiekhattar, R; Gingeras, TR; Hubbard, TJ; Notredame, C; Grada, J; Guigó, R (septiembre de 2012). "El catálogo GENCODE v7 de ARN largos no codificantes humanos: análisis de su estructura, evolución y expresión genética" . Investigación del genoma . 22 (9): 1775–89 . doi : 10.1101/gr.132159.111 . PMC 3431493 . PMID 22955988 .  
  11. ↑ Bicknell, AA (diciembre de 2012). "Intrones en UTR: por qué deberíamos dejar de ignorarlos" . BioEssays . 34 (12): 1025–1034 . doi : 10.1002/bies.201200073 . PMID 23108796. S2CID 5808466 .  
  12. ↑ Sorek R (octubre de 2007). " El nacimiento de nuevos exones: mecanismos y consecuencias evolutivas" . RNA . 13 (10): 1603–8 . doi : 10.1261/rna.682507 . PMC 1986822. PMID 17709368 .  
  13. ↑ Duyk G. M; Kim SW; Myers R. M; Cox D. R (1990). "Exon Trapping: a Genetic Screen to Identify Candidate Transcribed Sequences in Cloned Mammalian Genomic DNA" . Proceedings of the National Academy of Sciences . 87 (22): 8995– 8999. Bibcode : 1990PNAS...87.8995D . doi : 10.1073/pnas.87.22.8995 . PMC 55087. PMID 2247475 .  
  14. ↑ Morcos PA (junio de 2007). "Lograr una alteración específica y cuantificable del empalme de ARNm con oligonucleótidos de morfolino". Biochemical and Biophysical Research Communications . 358 (2): 521– 7. Bibcode : 2007BBRC..358..521M . doi : 10.1016/j.bbrc.2007.04.172 . PMID 17493584 . 
  15. ↑ Aspden, Julie L.; Wallace, Edward WJ; Whiffin, Nicola (12 de abril de 2023). "No todos los exones codifican proteínas: Abordando una idea errónea común" . Cell Genomics . 3 (4). doi : 10.1016/j.xgen.2023.100296 . ISSN 2666-979X . PMC 10112331. PMID 37082142 .   
  16. ↑ Khan, MR; Wellinger, RJ; Laurent, B (agosto de 2021). "Explorando el empalme alternativo de ARN largos no codificantes". Trends in Genetics . 37 (8): 695– 698. doi : 10.1016/j.tig.2021.03.010 . PMID 33892960. S2CID 233382870 .  
  17. ↑ Lu, J; Williams, JA; Luke, J; Zhang, F; Chu, K; Kay, MA (enero de 2017). "Un intrón modificado que contiene un exón no codificante 5' mejora la expresión del transgén a partir de vectores AAV recombinantes in vivo" . Human Gene Therapy . 28 (1): 125–134 . doi : 10.1089/hum.2016.140 . PMC 5278795. PMID 27903072 .  
  18. ↑ Chung, BY; Simons, C; Firth, AE; Brown, CM; Hellens, RP (19 de mayo de 2006). " Efecto de los intrones 5'UTR en la expresión génica en Arabidopsis thaliana" . BMC Genomics . 7 120. doi : 10.1186/1471-2164-7-120 . PMC 1482700. PMID 16712733 .  
  19. ↑ "Exón" . Genome.gov . Archivado del original el 16 de marzo de 2023. Consultado el 23 de marzo de 2023 .
  20. ↑ "Exón" . www.nature.com . Scitable. Archivado del original el 23 de marzo de 2023. Consultado el 23 de marzo de 2023 .

Bibliografía

  • Zhang MQ (mayo de 1998). "Características estadísticas de los exones humanos y sus regiones flanqueantes" . Human Molecular Genetics . 7 (5): 919–32 . doi : 10.1093/hmg/7.5.919 . PMID 9536098 . 
  • Thanaraj TA, Robinson AJ (noviembre de 2000). "Predicción de los límites exactos de los exones" . Brief. Bioinform . 1 (4): 343– 56. doi : 10.1093/bib/1.4.343 . PMID 11465052 . 
  • Creador gráfico de exones e intrones
Obtenido de " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Exon&oldid=1331480335 "