基因外显子与内含子的查找方法

一、外显子/内含子的概念

1. 外显子(exon) sequence of a gene's DNA that transcribes into protein structures

外显子(expressed region) 是真核生物基因的一部分，它在剪接(Splicing)后仍会被保存下来，并可在蛋白质生物合成过程中被表达为蛋白质。外显子是最后出现在成熟RNA中的基因序列, 又称表达序列。既存在于最初的转录产物中，也存在于成熟的RNA分子中的核苷酸序列。术语外显子也指编码相应RNA外显子的DNA中的区域。*简言之，外显子就是指真核细胞的基因在表达过程中能编码蛋白质的核苷酸序列。

☆重要特点：

①比较不同物种的相关基因，我们发现相应的外显子序列通常是保守的，而内含子序列则很少保守。 ②编码蛋白质的序列通常处于选择压力之下，内含子由于没有选择压力，因此比外显子的进化快得多。 ③通过确定在多种生物中出现的片段来鉴定编码区域，而外显子的保守性可以作为这种鉴定的基础

2. 内含子（introns）

内含子是基因内的间隔序列，不出现在成熟的RNA分子中，在转录后通过加工被切除。大多数真核生物的基因都有内含子。需注意的是，在古细菌中也有内含子。在转录后的加工中，从最初的转录产物除去的内部的核苷酸序列。术语内含子也指编码相应RNA内含子的DNA中的区域。

大多数真核结构基因中的间插序列（intervening sequence）或不编码序列。它们可以转录，但在基因转录后，由这些间插序列转录的部分（也可用内含子这个术语表示）经加工被从初级转录本中准确除去，才产生有功能的RNA。基因的编码部分称外显子。内含子常比外显子长，且占基因的更大比例。真核基因所含内含子的数目、位置和长度不尽相同，如鸡卵清蛋白基因的外显子被7个内含子隔开，鸡卵伴清蛋白基因有17个内含子，α-珠蛋白基因有2个内含子，卵粘蛋白基因有6个内含子等。

又称沉默DNA（silent DNA）。真核基因中的非翻译区，它不被表达于蛋白质分子或成熟的mRNA中。内含子把单个真核基因分成许多不连续的区域。内含子也可见于某些前核基因组，但较为少见，且也有许多调节功能。由核RNA转录产生的为不均一核RNA(hnRNA)含有内含子，经特殊的酶（如ribozyme）作用切去内含子序列，然后剩余的外显子（exon）被连接酶拼接成为成熟的mRNA。但是,还是有少数被切去的内含子可以发挥酶的作用，催化某些反应。

下图很好地说明了基因剪切与拼接过程：

二、以人类的wnt3a 基因为例介绍几种查找基因外显子/内含子的方法 （一）应用NCBI查找基因外显子/内含子

1、进入 ncbi 的 gene 数据库 www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?CMD=search&DB=gene

2、在for 栏输入wnt3a，点击limits

3、在All fields 栏选择Gene Name，在Homo sapiens 前打勾，点击go

4、出现下图，点击wnt3a

5、鼠标左键点击NC_000001.10，选择Genbank，或在最下端Genomic 栏下点击Genbank【图中红色部分】

6、出现下图，找到FEATURES中的mRNA项，图中画线部分就是外显子的位点【注意不是图中圆圈的部分】

即外显子分别为 1～149; 15617～15858; 43606～43871; 51936～54210

(二) 应用UCSC查找人类的wnt3a 基因的外显子、内含子。 该种方法适合进行引物设计，很直观地跨内含子设计引物。

1、进入 www.genome.ucsc.edu/ 的网页，点击Gene Sorter

2、在genome 栏输入 human，在 search 栏输入 wnt3a，点击 go

3、出现下图，点击Description，即图中圈出来的部分：

4、出现下图，点击 Genomic Sequence

5、出现下图，选择以下选项，点击submit

6、出现序列，其中外显子用大写字母，内含字用小写字母。

7、将其拷贝到 word 中，鼠标定位到大小写接头的位点，进行定位统计。

(三) 应用ensembl查找人类的wnt3a 基因的基因外显子/内含子

1、进入www.ensembl.org网页，在search 栏中选择 homo sapiens，在 for 栏输入 wnt3a，点击 go

2、出现下图，点击图中圈出的部分。

3、出现下图，点击exon information

4、出现下图。

从图中得知 wnt3a基因位于1号染色体上，从 226261375～226261523结束。共有 4 个外显子，三个内含子。 外显子 1: 长149; 内含子1-2: 长15467 外显子 2: 长242; 内含子2-3: 长27747 外显子 3: 长266; 内含子3-4: 长8064 外显子 4: 长2275;

从外显子、内含子的长度，我们可以推出各外显子的序列位置，即1～149; 15617～15858; 43606～43871; 51936～54210