2) последовательность, расположенную в регионе сплайсинга
3) последовательность, расположенную до стартовой точки транскрипции
4) участок гена, представленный в зрелой мРНК (+)
Экзон — это участок транскрибируемой последовательности гена, который сохраняется в составе зрелой мРНК после процессинга пре-мРНК. В эукариотических генах первичный транскрипт содержит экзоны и интроны; в ходе сплайсинга интронные последовательности удаляются, а экзоны соединяются в единую молекулу зрелой мРНК. Поэтому правильным является утверждение, что экзон представлен в зрелой мРНК.
Экзон может включать не только кодирующую последовательность, но и нетранслируемые области мРНК — 5′- и 3′-UTR. При альтернативном сплайсинге отдельные экзоны могут включаться в транскрипт или исключаться из него, однако для каждого конкретного варианта зрелой мРНК экзон определяется как сохраняемый после сплайсинга фрагмент. Участки сплайсинга располагаются на границах экзонов и интронов, а промотор находится перед стартовой точкой транскрипции и в зрелую мРНК не входит.
Практическое значение экзон-интронной организации особенно велико при интерпретации генетических вариантов. Патогенные изменения в экзонах могут приводить к замене аминокислоты, появлению преждевременного стоп-кодона или нарушению рамки считывания, тогда как варианты в канонических сайтах сплайсинга способны изменять правильное удаление интронов и состав зрелой мРНК.
| Элемент гена или транскрипта | Расположение и характеристика | Представлен в зрелой мРНК |
|---|---|---|
| Экзон | Последовательность, сохраняемая после сплайсинга; может содержать кодирующую область и/или UTR | Да |
| Интрон | Промежуточная последовательность пре-мРНК, удаляемая в процессе сплайсинга | Обычно нет |
| Кодирующая последовательность (CDS) | Часть экзона от старт-кодона до стоп-кодона, определяющая аминокислотную последовательность белка | Да, если соответствующий экзон включён в транскрипт |
| 5′-нетранслируемая область (5′-UTR) | Участок зрелой мРНК до старт-кодона; участвует в регуляции трансляции | Да |
| 3′-нетранслируемая область (3′-UTR) | Участок после стоп-кодона; содержит элементы стабильности мРНК и регуляции её трансляции | Да |
| Сайт сплайсинга | Консервативная область на границе экзона и интрона, необходимая для точного удаления интрона; включает донорный и акцепторный сайты | Граница сохраняемого экзона относится к зрелой мРНК, интронная часть удаляется |
| Промотор | Регуляторная область ДНК перед стартовой точкой транскрипции, определяющая инициацию транскрипции | Нет |
При анализе вариантов последовательности необходимо учитывать, к какому экзону и функциональному участку он относится. Наличие варианта в экзоне само по себе не доказывает его патогенность: оцениваются последствия для белка, консервативность, частота в популяции и данные функциональных исследований. Для вариантов около границ экзонов дополнительно прогнозируют нарушение сплайсинга и, при необходимости, исследуют РНК. Альтернативный сплайсинг объясняет, почему один ген может формировать несколько различных зрелых мРНК и белковых изоформ.