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結構生物化學/核酸/RNA/RNA修飾/外顯子

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一般資訊

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外顯子是編碼蛋白質的片段,也是轉錄成RNA的DNA的兩大主要部分之一。所有基因都以外顯子開始,外顯子通常會被內含子(非蛋白質編碼片段)打斷。外顯子之所以得名,是因為它們會離開細胞核並允許DNA序列表達(字首ex-來自“表達”)1。外顯子是實際包含特定蛋白質部分程式碼的部分。DNA中外顯子的數量因物種而異。在形成功能性mRNA之前,一個稱為剪接體的剪接複合體切割外顯子並將它們連線在一起,然後去除所有內含子並將外顯子彼此連線起來。外顯子連線在一起並從細胞核中移出,在那裡它們最終編碼蛋白質。

內含子剪接

外顯子最早於1977年由美國分子生物學家和諾貝爾獎獲得者(1993年)理查德·羅伯茨和菲利普·夏普發現。他們使用電子顯微鏡研究mRNA和DNA雜交體。在沒有內含子的情況下,與mRNA雜交的整個區域將被置換。在他們的實驗中,他們觀察到未被置換的區域,形成一個表明內含子的環。最初,人們認為DNA和mRNA的序列是相同的或連續的。他們的實驗結果表明,DNA有一些不在mRNA中的鹼基片段。基於此,他們解釋了外顯子的性質。


外顯子的作用

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在外顯子的幫助下,外顯子可以進行重組或外顯子重排。交叉發生在隨機但同源的位置,其頻率取決於DNA長度。外顯子重排是一個自然過程,它允許透過建立新的排列以及新的相互作用來形成新的功能性蛋白質,同時最大程度地降低對編碼功能部分的序列的風險。在沒有內含子的情況下,交叉很可能破壞外顯子序列,並常常導致功能喪失。此外,外顯子重排可以產生新的和有用的蛋白質,從而導致進化。它透過轉錄、RNA加工和翻譯過程編碼蛋白質產物的不同結構域。

外顯子重排

參考文獻

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1 傑裡·伯格曼,內含子的功能:從垃圾DNA到設計DNA[1]

華夏公益教科書