Kas ir cistrons?

Dezoksiribonukleīnskābe (DNS) ir atrodama visu dzīvo būtņu šūnās, izņemot atsevišķus vīrusus, un satur norādījumus, kā izveidot olbaltumvielas un citas šūnu darbībai nepieciešamās molekulas. Ribonukleīnskābe (RNS) palīdz radīt šīs olbaltumvielas un molekulas, kopējot DNS ietverto ģenētisko kodu. Ir dažādi RNS veidi, tostarp ziņojuma RNS (mRNS), pārneses RNS (tRNS) un ribosomu RNS (rRNS). Cistrons jeb strukturālais gēns ir ģenētiskā materiāla secība DNS vai RNS, kas satur ģenētisko kodu, kas nepieciešams, lai izveidotu RNS molekulas vai polipeptīdus, kas var būt proteīns vai kalpo kā proteīnu celtniecības bloki. Ģenētikā termins cistrons bieži ir aizstāts ar terminiem introns un eksons, kas attiecas uz diviem dažādiem ģenētisko secību veidiem, kas var būt ietverti strukturālā gēnā.

Cistrons saņēma savu nosaukumu no cis-trans testa, ko sākotnēji izmantoja, lai noteiktu, kādas funkcijas bija konkrētām ģenētiskā materiāla sadaļām dažādās bioķīmiskās reakcijās. Pēc tam vārds cistrons tika piemērots konkrētam gēnam, kas bija atbildīgs par noteikta proteīna vai polipeptīda izveidi. Vēlāk šī termina nozīme tika paplašināta, iekļaujot arī gēnus, kas saturēja ģenētisko kodu dažāda veida RNS molekulu radīšanai. Cistrons var attiekties uz ģenētisku secību gan DNS, gan RNS. DNS cistrons ir paša gēna ģenētiskais kods, savukārt RNS cistrons attiecas uz to pašu ģenētisko secību, kad to ir kopējusi vai transkribējusi RNS.

1978. gadā bioķīmiķis Valters Gilberts kādā pētniecības rakstā ierosināja terminu cistrons aizstāt ar terminiem introns un eksons. Introns, vārds, kas atvasināts no termina “intragēnie reģioni”, ir ģenētiskā materiāla nekodējoši segmenti, kas nozīmē, ka tie nesatur instrukcijas vai kodu, lai izveidotu molekulas, piemēram, RNS vai proteīnus. Šie segmenti, ko dažreiz sauc par nevēlamo DNS, tiek izņemti no ģenētiskā materiāla, kad RNS kopē DNS kodu, lai izveidotu proteīnus un dažāda veida RNS. Eksoni, vārds, kas atvasināts no termina “izteiktie reģioni”, ir ģenētiskās sekvences, kurās ir norādījumi par jaunu proteīnu vai RNS molekulu izveidi.

Lielākā daļa cistronu satur mainīgas eksonu un intronu secības. Kad RNS kopē DNS cistrona kodu, lai iegūtu jaunu molekulu, introni tiek atdalīti procesā, ko sauc par cis-splicēšanu. Atlikušie eksoni pēc tam tiek savienoti kopā procesā, ko sauc par transsplicēšanu, kā rezultātā veidojas mRNS, rRNS vai tRNS molekula.