主な相違点 – イントロンとエクソン
イントロンとエクソンは、エクソンと呼ばれるコード領域を含む遺伝子の、イントロンと呼ばれる非コード領域で中断された2つの特徴と考えられている。
エクソンはタンパク質をコードしており、エクソンとエクソンの間のDNA領域がイントロンです。
真核生物だけがコーディング領域にイントロンを持つ。
真核生物では、イントロンとエクソンの両方が転写され、mRNA一次転写産物が形成される。
mRNAの処理過程でイントロンが除去され、成熟mRNAが生成され、アミノ酸配列に翻訳されるために核から細胞質へ移行する。
イントロンとエクソンの主な違いは、イントロンが核内に留まり、遺伝子内のDNAを安全に保つのに対し、エクソンはタンパク質に翻訳されるために核を離れることである。
この記事では、次のようなことを調べています。
- イントロンとは
– 定義、特徴、機能 - エクソンとは
– 定義、特徴、機能 - イントロンとエクソンの違いとは？
イントロンとは
イントロンは、DNAとRNAの両方に存在し、遺伝子の配列を中断するヌクレオチドの配列です。
イントロンは、遺伝子の遺伝子間領域とmRNAの一次転写産物の両方に存在する。
イントロンという言葉は「核の中」という意味です。
したがって、核内でのRNAスプライシングによる除去はイントロンに普遍的な特徴です。
したがって、成熟したRNAにはイントロンが存在しない。
一方、原核生物はRNAスプライシング機構を持たない。
そのため、原核生物ではエクソンやイントロンのような特定の領域を特定することができない。
mRNAの一次転写産物はプレmRNAとも呼ばれ、これがエクソンとスプライシングして成熟mRNAを形成する構造を図1に示す。
図1: プレ-mRNAとそのスプライシングによる成熟mRNAの構造
イントロンは、スプライセオソームイントロン、tRNAイントロン、グループIイントロン、グループIIイントロンの4種類に大別される。
スプライセオソームイントロンは、タンパク質をコードする遺伝子に存在し、スプライセオソームによって除去されるものです。
tRNAイントロンは、tRNA前駆体のアンチコドンループから除去されたtRNAのセグメントです。
グループIおよびグループIIのイントロンは、タンパク質をコードするmRNAや他の種類のmRNAから自己スプライシングされ、立体構造を形成しています。
イントロンの生物学的機能は明確には分かっていない。
ゲノム中のイントロンは、DNAのかなりの部分を占め、ゲノム中のDNAを安全に保つ役割を果たしています。
イントロンの代替スプライシングにより、1つのmRNA一次転写産物から多種多様なタンパク質の生成が促進される。
エクソンとは
エクソンは遺伝子のコーディング領域で、機能性タンパク質のアミノ酸配列をコードしている。
真核生物の遺伝子では、エクソンはイントロンによって中断されている。
しかし、プロセシングを経た成熟mRNAはエクソンのみで構成されている。
イントロンを除去するプロセスは、スプライシングとして知られている。
代替スプライシングは、エクソンの異なる組み合わせを一緒に組み合わせることで、異なる組み合わせのアミノ酸配列の産生を促進する。
したがって、エクソンはポリペプチドのアミノ酸配列に関与している。
ゲノムに存在するエクソンセット全体をエクソームと呼ぶ。
ヒトゲノムでは、エクソンはゲノム全体のわずか1.1％であるのに対し、イントロンはゲノムの24％、ゲノムの75％は遺伝子間領域で構成されている。
エクソンには、タンパク質コード領域と5’および3’非翻訳領域（UTR）が含まれる。
5′-UTRは最初のエキソンに含まれる。
図2に、イントロンに挟まれたエクソンを含む遺伝子の構造を示す。
図2: エクソンとイントロンを含む遺伝子構造
イントロンとエクソンの違い
定義
イントロン。
イントロンは、コーディング領域でアミノ酸配列をコードしていないDNAセグメントです。
エクソン。
エクソンは、完全なタンパク質のアミノ酸配列の一部をコードしているDNAセグメントです。
符号化DNA
イントロン イントロンは、非コード化DNAに属します。
エクソン。
エクソンはコーディングDNAに属する。
転写
イントロン。
イントロンは2つのエクソンの間に位置する塩基と考えられている。
エクソン。
タンパク質のアミノ酸配列をコードしている塩基。
プレゼンス
イントロンの有無 イントロンは真核生物にのみ存在する。
エクソン。
原核生物と真核生物の両方に存在する。
核の動き
イントロンのこと。
イントロンは、核内でmRNAが処理される際に、mRNAの一次転写物からスプライシングされて核内にとどまる。
エクソン エクソン：成熟mRNAの生成後、核から細胞質へ移行する。
配列の保存
イントロン。
イントロンの配列は、エクソンに比べ保存性が低い。
エクソン。
エキソン：エキソン内の配列は高度に保存されている。
ゲノムにおける存在感
イントロン。
イントロンは、DNAとmRNAの一次転写産物に存在する。
エクソン。
エクソンはDNAとmRNAの両方に存在する。
機能
イントロン イントロンの機能は明確にはわかっていないが、DNAのかなりの部分を占めると考えられている。
エクソン。
エクソンの機能は、タンパク質に翻訳されることである。
結論
遺伝子は、ポリペプチドまたはRNAのいずれかの機能的産物を生成するDNAセグメントです。
遺伝子の遺伝子間領域はイントロンで構成されている。
つまり、真核生物の遺伝子は、エクソンと呼ばれるセグメントに分割されたコード領域構造からなり、2つのエクソンの間にイントロンが存在することがあります。
イントロンは非コード化DNAに属する。
すべてのエクソンは、インタージェンティック領域とともに、RNAポリメラーゼによってmRNAの一次転写産物に転写される。
イントロンはmRNAの処理過程で一次転写産物から除去される。
従って、成熟mRNAはエクソンのみから構成される。
原核生物のポリシストロン型mRNAでは、エクソンのスプライシングが代替的に行われ、1つのmRNA一次転写産物から2種類以上の成熟mRNAが生成されることがあります。
ゲノム中のイントロンは、エクソンがタンパク質をコードするのに対し、DNAの実質的な一部と考えられている。
したがって、イントロンとエクソンの主な違いは、ゲノムにおけるその機能です。
U.S. National Library of Medicine, 01 Jan. Web. 23 Mar. 2017.
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