Τι είναι ένα Cistron;

Το δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ (DNA) βρίσκεται στα κύτταρα όλων των ζωντανών όντων, εκτός από ορισμένους ιούς, και περιέχει οδηγίες για το πώς να δημιουργηθούν πρωτεΐνες και άλλα μόρια απαραίτητα για την κυτταρική λειτουργία. Το ριβονουκλεϊκό οξύ (RNA) βοηθά στη δημιουργία αυτών των πρωτεϊνών και μορίων αντιγράφοντας τον γενετικό κώδικα που περιέχεται στο DNA. Υπάρχουν διάφοροι τύποι RNA, συμπεριλαμβανομένου του αγγελιοφόρου RNA (mRNA), του RNA μεταφοράς (tRNA) και του ριβοσωμικού RNA (rRNA). Ένα σιστρόνιο, ή δομικό γονίδιο, είναι μια αλληλουχία γενετικού υλικού είτε στο DNA είτε στο RNA που περιέχει τον γενετικό κώδικα που απαιτείται για τη δημιουργία είτε μορίων RNA είτε πολυπεπτιδίων, τα οποία μπορεί να είναι πρωτεΐνη ή να χρησιμεύσουν ως δομικά στοιχεία για τις πρωτεΐνες. Στη γενετική, ο όρος σιστρόνιο έχει συχνά αντικατασταθεί με τους όρους εσώνιο και εξόνιο, οι οποίοι αναφέρονται σε δύο διαφορετικούς τύπους γενετικών αλληλουχιών που μπορούν να περιέχονται σε ένα δομικό γονίδιο.

Τα σιστρόνια έλαβαν το όνομά τους από το τεστ cis-trans που χρησιμοποιήθηκε αρχικά για να προσδιοριστεί ποιες λειτουργίες είχαν συγκεκριμένα τμήματα γενετικού υλικού σε διάφορες βιοχημικές αντιδράσεις. Στη συνέχεια, η λέξη cistron εφαρμόστηκε σε ένα συγκεκριμένο γονίδιο που ήταν υπεύθυνο για τη δημιουργία μιας συγκεκριμένης πρωτεΐνης ή πολυπεπτιδίου. Αργότερα, η έννοια του όρου διευρύνθηκε για να συμπεριλάβει επίσης γονίδια που περιείχαν τον γενετικό κώδικα για τη δημιουργία διαφόρων ειδών μορίων RNA. Το Cistron μπορεί να αναφέρεται σε μια γενετική αλληλουχία τόσο στο DNA όσο και στο RNA. Ένα σιστρόνιο DNA είναι ο γενετικός κώδικας στο ίδιο το γονίδιο, ενώ ένα σιστρόνιο RNA αναφέρεται στην ίδια γενετική αλληλουχία όταν έχει αντιγραφεί ή μεταγραφεί από το RNA.

Το 1978, ο βιοχημικός Walter Gilbert πρότεινε σε ένα ερευνητικό άρθρο ότι ο όρος cistron θα έπρεπε να αντικατασταθεί από τους όρους εσώνιο και εξόνιο. Το ιντρόνιο, μια λέξη που προέρχεται από τον όρο «ενδογονικές περιοχές», είναι μη κωδικοποιητικά τμήματα γενετικού υλικού, που σημαίνει ότι δεν περιέχουν οδηγίες ή κώδικα για τη δημιουργία μορίων όπως το RNA ή οι πρωτεΐνες. Αυτά τα τμήματα, που μερικές φορές ονομάζονται ανεπιθύμητο DNA, αφαιρούνται από το γενετικό υλικό όταν το RNA αντιγράφει τον κώδικα του DNA για να δημιουργήσει πρωτεΐνες και διάφορους τύπους RNA. Τα εξόνια, μια λέξη που προέρχεται από τον όρο «εκφρασμένες περιοχές», είναι οι γενετικές αλληλουχίες που περιέχουν οδηγίες για το πώς να δημιουργηθούν νέες πρωτεΐνες ή μόρια RNA.

Τα περισσότερα σιστρόνια περιέχουν εναλλασσόμενες αλληλουχίες εξονίων και εσωνίων. Όταν ο κώδικας ενός σιστρόνιου DNA αντιγράφεται από το RNA για να παραχθεί ένα νέο μόριο, τα εσώνια αποκόπτονται σε μια διαδικασία που ονομάζεται cis-splicing. Τα υπόλοιπα εξόνια στη συνέχεια ενώνονται μεταξύ τους σε μια διαδικασία που ονομάζεται trans-splicing, με αποτέλεσμα ένα μόριο mRNA, rRNA ή tRNA.