Exon
Exon（外显子）是真核生物基因组中基因序列的一部分。在 Transcription (转录) 产生前体 mRNA 后，外显子是被保留在成熟 mRNA 中的序列，而其间的非编码序列（Intron）则在 Splicing (剪接) 过程中被切除。术语 "Exon" 由诺贝尔奖得主 Walter Gilbert 于 1978 年创造，意为 "Expressed Region"（表达区域）。值得注意的是，外显子并不完全等同于“蛋白质编码区” (CDS)，它还包含位于 mRNA 两端的非翻译区 (5' UTR 和 3' UTR)。在人类基因组中，外显子仅占总序列的约 1.5%，但却包含了约 85% 的致病突变，因此是 WES (全外显子组测序) 的核心靶点。
定义：断裂基因 (Split Genes)
1977年，Philip Sharp 和 Richard Roberts 发现真核生物的基因是不连续的（因此获得1993年诺贝尔奖）。这种“断裂基因”结构由两部分组成：
[Image of exon intron splicing diagram DNA to mRNA]
- Exon (外显子)： 携带遗传信息的序列，最终出现在成熟 mRNA 中。在人类中，外显子通常很短（平均约 145 bp）。
- Intron (内含子)： 位于外显子之间的非编码序列，转录后被切除。内含子通常很长（平均约 3,300 bp，有的甚至长达数十万 bp）。
误区提示： 外显子 $\neq$ 蛋白质编码区。第一外显子和最后一个外显子通常包含不被翻译成蛋白质的 UTR (非翻译区)，这些区域对 mRNA 的稳定性和翻译效率至关重要。
进化意义：外显子改组
为什么高等生物要保留这种看似浪费能量的“断裂”结构？Walter Gilbert 提出了外显子改组 (Exon Shuffling) 假说：
模块化进化
外显子通常对应蛋白质的独立Protein Domain (结构域)。通过在基因组中重新排列、复制或组合这些“外显子模块”，生物体可以像搭积木一样快速创造出具有新功能的蛋白质（例如抗体、凝血因子），而无需从头进化每一个氨基酸。
临床应用：全外显子组测序 (WES)
尽管外显子只占人类基因组的 1%~2%，但约 85% 的已知孟德尔遗传病（单基因病）致病突变位于外显子区域。
| 技术 | 特点与优势 |
|---|---|
| WES (Whole Exome Sequencing) |
利用探针捕获所有外显子进行测序。性价比高，是目前诊断罕见病的首选工具。 |
| WGS (Whole Genome Sequencing) |
测定全基因组（含内含子和非编码区）。虽然更全面，但数据量巨大且解释困难，成本较高。 |
此外，针对外显子的Exon Skipping (外显子跳跃) 疗法已成为治疗 DMD (杜氏肌营养不良) 和 SMA 等疾病的前沿策略。
学术参考文献 [Academic Review]
[1] Gilbert W. (1978). Why genes in pieces? Nature.
[点评]：历史性短文，Walter Gilbert 在其中首次提出了 "Exon" 和 "Intron" 两个术语，并提出了外显子改组的进化理论。
[2] Berget SM, Moore C, Sharp PA. (1977). Spliced segments at the 5' terminus of adenovirus 2 late mRNA. PNAS.
[点评]：发现“断裂基因”和 RNA 剪接现象的诺贝尔奖获奖论文，彻底改变了我们对基因结构的认知。
[3] Ng SB, et al. (2009). Targeted capture and massively parallel sequencing of 12 human exomes. Nature.
[点评]：确立了全外显子组测序 (WES) 技术在寻找孟德尔疾病致病基因中的核心地位。