Intron dan ekson adalah urutan nukleotida dalam gen. Intron dihilangkan dengan penyambungan RNA saat RNA matang, yang berarti bahwa mereka tidak diekspresikan dalam produk messenger RNA (mRNA) akhir, sementara ekson terus terikat secara kovalen satu sama lain untuk membuat mRNA dewasa.
Intron dapat dianggap sebagai urutan intervening, dan ekson sebagai urutan yang diekspresikan.
Apa itu Ekson?
Ekson adalah urutan nukleotida dalam DNA dan RNA yang dilestarikan dalam pembuatan RNA dewasa. Proses dimana DNA digunakan sebagai cetakan untuk membuat mRNA disebut transkripsi.
mRNA kemudian bekerja bersama dengan ribosom dan transfer RNA (tRNA), keduanya hadir di sitoplasma, untuk membuat protein dalam proses yang disebut translasi.
Ekson biasanya mencakup daerah mRNA 5 ‘dan 3’ yang tidak diterjemahkan, yang berisi kodon start dan stop, sebagai tambahan untuk sekuens pengkodean protein.
Apa itu Intron?
Intron adalah urutan nukleotida dalam DNA dan RNA yang tidak secara langsung mengkode protein, dan dikeluarkan selama tahap pematangan mRNA dengan penyambungan RNA.
Ukuran intron dapat berkisar dari 10 pasangan basa hingga 1000 pasangan basa, dan dapat ditemukan di berbagai macam gen yang menghasilkan RNA di sebagian besar organisme hidup, termasuk virus.
Empat jenis intron yang berbeda telah diidentifikasi:
- Intron dalam gen pengkode protein, dihilangkan oleh spliceosom
- Intron dalam gen tRNA, yang dihilangkan oleh protein
- Intron self-splicing, yang mengkatalisasi penghilangannya sendiri dari prekursor mRNA, tRNA, dan rRNA menggunakan guanosine-5′-triphosphate (GTP), atau kofaktor nukleotida lain (Grup 1)
- Intron sambung sendiri, yang tidak memerlukan GTP untuk menghapus dirinya sendiri (Grup 2)
Sangat penting bagi intron untuk dihilangkan dengan tepat, karena nukleotida intron yang tersisa, atau penghapusan nukleotida ekson, dapat mengakibatkan protein yang salah diproduksi. Ini karena asam amino penyusun protein bergabung bersama berdasarkan kodon, yang terdiri dari tiga nukleotida. Penghapusan intron yang tidak tepat dapat mengakibatkan pergeseran bingkai, yang berarti bahwa kode genetik akan terbaca dengan tidak benar.
Hal ini dapat dijelaskan dengan menggunakan frase berikut sebagai metafora untuk ekson: “BOB THE BIG TAN CAT”. Jika intron sebelum ekson ini dihapus secara tidak tepat, sehingga “B” tidak ada lagi, maka urutannya menjadi tidak dapat dibaca: “OBT HEB IGT ANC AT…”
Penyambungan RNA
Penyambungan RNA adalah metode di mana pra-mRNA dibuat menjadi mRNA matang, dengan menghilangkan intron dan menggabungkan ekson bersama. Ada beberapa metode penyambungan, tergantung pada organisme, jenis RNA atau struktur intron, dan keberadaan katalis.
Intron memiliki sekuens GU yang sangat terkonservasi di ujung 5 ‘mereka, yang dikenal sebagai situs donor, dan urutan AG yang sangat terkonservasi di ujung 3’, disebut situs akseptor. Kompleks protein-RNA yang besar, spliceosome, yang terdiri dari lima ribonukleoprotein nuklir kecil (snRNP) mengenali titik awal dan akhir intron berkat situs-situs ini, dan mengkatalisasi pengangkatan intron yang sesuai. Spliceosome membentuk intron menjadi loop yang dapat dibelah dengan mudah, dan RNA yang tersisa di setiap sisi intron dihubungkan. Jenis spliceosom lain yang mengenali urutan intron yang tidak biasa atau bermutasi juga ada, yang dikenal sebagai spliceosom minor.
Penyambungan tRNA jauh lebih jarang, meskipun terjadi di ketiga domain utama kehidupan, bakteri, archaea dan eukarya. Beberapa enzim mengisi peran snRNP dalam proses bertahap, yang dapat sangat bervariasi antar organisme.
Intron self-splicing biasanya ditemukan dalam molekul RNA yang dimaksudkan untuk mengkatalisis reaksi biokimia, ribozim. Kelompok 1 intron diserang di lokasi sambungan 5 ‘oleh kofaktor nukleotida, yang mungkin bebas dalam lingkungan biologis atau bagian dari intron itu sendiri, menyebabkan 3’OH dari ekson yang berdekatan menjadi nukleofilik dan dengan demikian terikat ke 5 ‘ujung ekson lain, mengikuti pembentukan intron menjadi satu lingkaran. Intron Grup 2 disambung dengan cara yang sama, meskipun dengan penggunaan adenosin khusus yang menyerang situs sambungan 5 ‘.
Penyambungan Alternatif
Penyambungan alternatif mengacu pada cara kombinasi ekson yang berbeda dapat digabungkan, menghasilkan satu gen yang mengkodekan banyak protein. Walter Gilbert pertama kali mengemukakan gagasan ini, dan dia mengusulkan bahwa permutasi ekson yang berbeda dapat menghasilkan isoform protein yang berbeda. Ini pada gilirannya akan memiliki aktivitas kimia dan biologis yang berbeda.
Sekarang diperkirakan bahwa antara 30 dan 60% gen manusia menjalani penyambungan alternatif. Selain itu, lebih dari 60% mutasi penyebab penyakit pada manusia terkait dengan kesalahan sambungan, bukan kesalahan dalam urutan pengkodean.
Salah satu contoh gen manusia yang mengalami penyambungan alternatif adalah fibronektin, glikoprotein yang memanjang dari sel ke dalam matriks ekstraseluler. Lebih dari 20 isoform fibronektin yang berbeda telah ditemukan. Ini semua telah dihasilkan dari kombinasi ekson gen fibronektin yang berbeda.
