【正文】 交 在電鏡下可以觀察到 EcoRI酶切的 A片段的 339。段可以和上述 mRNA形成雜合雙鏈 但在雜合雙鏈的 539。端逸出 3個(gè)單鏈 DNA環(huán)，說明它們不能和 mDNA完全互補(bǔ) 外顯子（ exon）， 外元 編碼的 DNA序列，即被表達(dá)的 DNA區(qū)段 內(nèi)含子（ intron）， 內(nèi)元 不編碼的 DNA序列 Gilbert （ 1978年）提出內(nèi)含子、外顯子概念 Berget在冷泉港作了有關(guān)發(fā)現(xiàn)斷裂基因的學(xué)術(shù)報(bào)告，提出在 Hexon基因內(nèi)近 539。端有不編碼的部分 Chambon聽了報(bào)告后便意識到，他們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果也是可以用斷裂基因來解釋的 : 即卵清蛋白的基因上可能有多個(gè)斷裂區(qū)（內(nèi)含子） 在這些斷裂區(qū)上有酶切位點(diǎn)的存在，可將卵清蛋白基因切成大小不同的片段，但它們都可以和 mRNA進(jìn)行雜交 事后 Chambon(1977,1981)等用 Berget的實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行了分子雜交，果然出現(xiàn)了 7個(gè)單鏈 DNA的環(huán) 斷裂基因的結(jié)構(gòu) 成熟 mRNA或 cDNA與對應(yīng)單鏈 DNA雜交 Total DNA of chicken cDNA 7 DNA loop Chambon was inspired by Berget’s report Berget, S. M., C. Moore, and P. Sharp. 1977. PNAS 74。 31713175 用 S1核酶處理異源雙鏈分子 核酸酶能專一降解未配對的單鏈核苷酸，在 RNADNA異源雙鏈分子中，外顯子形成雙鏈而保留，內(nèi)含子仍為單鏈被降解 . 內(nèi)含子是如何來的？ 內(nèi)含子的存在究竟有何意義？ 它擔(dān)負(fù)著什么樣的功能？ 內(nèi)含子又何以能在一些真核生物中非常廣泛地分布呢？ 內(nèi)含子的特點(diǎn) : 1. 內(nèi)含子和外顯子的分布 真核基因一般都含有內(nèi)含子，也有少數(shù)基因不含內(nèi)含子，如組蛋白基因，干擾素基因，酵母的多數(shù)蛋白質(zhì)基因 1986年 Chu T4噬菌體的胸苷合成酶基因也含有內(nèi)含子 此外猿猴病毒 SV40的 T和 t蛋白的基因中也含有長度不等的內(nèi)含子 內(nèi)含子的特點(diǎn) : 1. 內(nèi)含子和外顯子的分布 不同的基因其內(nèi)含子的大小不相同 有的基因內(nèi)含子少，如珠蛋白基因只有 2個(gè)內(nèi)含子， 有的基因內(nèi)含子很多，如雞的膠原蛋白（ 1a2）蛋白基因含有 50個(gè)外顯子 Exon content vs. length 人類基因組計(jì)劃 Exon content vs. length Exon content vs. length 內(nèi)含子的特點(diǎn) : 2. 內(nèi)含子的相對性 內(nèi)含子是相對的，一個(gè)基因的內(nèi)含子可能是另一個(gè)基因的外顯子 內(nèi)含子種類 : I: 內(nèi)含子可自我剪接 ,不需任何蛋白質(zhì)參與 ,需鳥苷參與 II: 內(nèi)含子的剪接需要蛋白酶的參與，如 tRNA III: 內(nèi)含子的剪接需形成剪接體的形式，除各種蛋白因子外還需各種 snRNP的參與 如 : I類內(nèi)含子包括四膜蟲 rRNA的內(nèi)含子，幾種酵母線粒體的內(nèi)含子，噬菌體 T4胸苷酸合成酶的內(nèi)含子等。 內(nèi)含子自 1977年被發(fā)現(xiàn)以來，逐漸被明確地定義為： 基因中間插著的若干段序列，在 RNA轉(zhuǎn)錄物水平上經(jīng)剪接除去，不參與該基因在蛋白質(zhì)水平上的表達(dá)。 內(nèi)含子起源的兩種學(xué)說 : 1.，“內(nèi)含子存在 (Introns early)” 模型 : 內(nèi)含子與它所在的基因一樣古老，在裝配第一個(gè)這樣的基因時(shí)，內(nèi)含子就已存在 早期的內(nèi)含子具有自催化、自我復(fù)制等能力，因此，它們是原始基因和基因組的組織與復(fù)制必不可少的部分 而今天的原核生物和少數(shù)低等的真核生物，由于它們需要進(jìn)行快速的 DNA復(fù)制從而進(jìn)行快速的細(xì)胞分裂，因而失去了內(nèi)含子 現(xiàn)代的內(nèi)含子是一類進(jìn)化遺跡，它們之所以能繼續(xù)存在，是因?yàn)榫哂兄匦陆M合基因組中的外顯子以形成新的基因的能力，即內(nèi)含子能賦予其攜帶者更大的進(jìn)化潛力。 內(nèi)含子起源的兩種學(xué)說 : 2.“ 內(nèi)含子滯后 (Introns late)” 模型 : 認(rèn)為原始蛋白質(zhì)編碼單位由非割裂的 DNA序列組成，內(nèi)含子是隨后插入進(jìn)去的。 2.“ 內(nèi)含子滯后 (Introns late)” 模型 內(nèi)含子不是基因原有的，而是在進(jìn)化的某一過程中通過轉(zhuǎn)座作用插入到連續(xù)基因中去的，內(nèi)含子在較高級的功能基因或在真核生物出現(xiàn)之后才產(chǎn)生。 這種假說必須面對一個(gè)難題，即內(nèi)含子最初如何能插入到連續(xù)編碼的基因中而保持基因的功能不變？ 2022年 3月 2日 Nature, 440 (7080):41— 45 真核細(xì)胞的起源是生殖演化轉(zhuǎn)變的一個(gè)標(biāo)志。德國D252。sseldorf大學(xué) William Martin和美國國立衛(wèi)生研究院Eugene V. Koonin提出了一個(gè)假說將其與基因序列中的內(nèi)含子聯(lián)系起來?；蛐蛄兄械膬?nèi)含子屬于非編碼 DNA，它在基因轉(zhuǎn)錄為信使 RNA過程中被剪切掉 , 這個(gè)過程需要時(shí)間。 因此，兩個(gè)研究者認(rèn)為，細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)之間核膜的形成，就是為了給信使 RNA的拼接以足夠的時(shí)間，并起到僅使完整的信使 RNA透過的過濾功能，以使得完整的信使RNA能夠在細(xì)胞質(zhì)中迅速翻譯為蛋白質(zhì)。他們同時(shí)認(rèn)為，偶然擴(kuò)散出去的內(nèi)含子序列與隨后演化形成的線粒體有關(guān)，并可以作為細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)分化的一個(gè)證據(jù)。 Nat Ge. 2022 Apr。30(4):4269. Pagani F, Buratti E, …., Dork T, Baralle FE. A new type of mutation causes a splicing defect in ATM ….we have identified the aberrant inclusion of a cryptic exon of 65 bp in one affected individual with a deletion of four nucleotides (GTAA) in intron 20. The deletion is located 12 bp downstream and 53 bp upstream from the 539。 and 339。 ends of the cryptic exon, respectively. Through analysis of the splicing defect using a hybrid minigene system, we identified a new intronsplicing processing element (ISPE) plementary to U1 snRNA, the RNA ponent of the U1 small nuclear ribonucleoprotein (snRNP). This element mediates accurate intron processing and interacts specifically with U1 snRNP particles. The 4nt deletion pletely abolished this interaction, causing activation of the cryptic exon.