Sisältö
- Eksoni- ja introni-DNA-sekvenssien toiminta
- Keskeinen dogma ja Messenger RNA
- Exonien merkitys evoluutiossa
DNA on perinnöllinen materiaali, joka kertoo organismeille, mitä ne ovat ja mitä kunkin solun pitäisi tehdä. neljä nukleotidin järjestäytyvät pariksi sekvensseiksi ennalta määrätyssä järjestyksessä, joka on spesifinen lajin ja yksilön perimälle. Ensi silmäyksellä tämä luo kaiken geneettisen monimuotoisuuden minkä tahansa tietyn lajin sisällä, samoin kuin lajien välillä.
Lähemmin tutkittaessa näyttää kuitenkin siltä, että DNA: ta on paljon enemmän.
Esimerkiksi yksinkertaisissa organismeissa on yleensä yhtä paljon tai enemmän geenejä kuin ihmisen genomissa. Kun otetaan huomioon ihmiskehon monimutkaisuus hedelmäkärpäseen tai jopa yksinkertaisempiin organismeihin verrattuna, tätä on vaikea ymmärtää. Vastaus on siinä, kuinka monimutkaiset organismit, mukaan lukien ihmiset, käyttävät geeninsä monimutkaisemmilla tavoilla.
Eksoni- ja introni-DNA-sekvenssien toiminta
Geenin eri osat voidaan jakaa laajasti kahteen luokkaan:
Ei-koodaavia alueita kutsutaan intronit. Ne tarjoavat organisaation tai eräänlaisen telineen geenin koodaaville alueille. Koodausalueita kutsutaan eksonit. Kun ajattelet "geenejä", ajattelet todennäköisesti erityisesti eksoneja.
Usein koodaavan geenin alue vaihtuu muiden alueiden kanssa organismin tarpeista riippuen. Siksi mikä tahansa geenin osa voi toimia intronia ei-koodaavana sekvenssinä tai eksonia koodaavana sekvenssinä.
Geenissä on tyypillisesti useita eksonialueita, joiden intronit keskeyttävät satunnaisesti. Joillakin organismeilla on yleensä enemmän introneja kuin toisilla. Ihmisen geenit koostuvat suunnilleen 25 prosenttia intronit. Eksonialueiden pituus voi vaihdella pienestä kourallisesta nukleotidiemäksestä tuhansiin emäksiin.
Keskeinen dogma ja Messenger RNA
Eksonit ovat geenin alueita, joissa tapahtuu transkriptio ja translaatio. Prosessi on monimutkainen, mutta yksinkertaistettuun versioon viitataan yleisesti nimellä "keskeinen dogma, "ja näyttää tältä:
DNA ⇒ RNA ⇒ proteiini
RNA on lähes identtinen DNA: n kanssa ja sitä käytetään kopioimaan, tai kirjoittaa puhtaaksi DNA ja siirrä se pois ytimestä ribosomiin. Ribosomi kääntää kopio seurataksesi ohjeita uusien proteiinien rakentamiseksi.
Tässä prosessissa DNA-kaksoiskierre purkautuu, jolloin puolet jokaisesta nukleotidiemäsparista paljastuu, ja RNA tekee kopion. Kopiota kutsutaan messenger RNA: ksi tai mRNA:. Ribosomi lukee mRNA: n aminohapot, jotka ovat kolmoisryhmissä, joita kutsutaan kodoneiksi. Aminohappoja on kaksikymmentä.
Kun ribosomi lukee mRNA: ta, yksi kodoni kerrallaan, siirtyy RNA (tRNA) tuo oikeat aminohapot ribosomiin, joka voi sitoutua jokaisen aminohapon kanssa luettaessa. Muodostaa aminohappoketju, kunnes valmistetaan proteiinimolekyyli. Ilman elävien asioiden pitämistä kiinni keskeisestä dogmasta, elämä päättyisi hyvin nopeasti.
Osoittautuu, että eksoneilla ja introneilla on merkittävä rooli tässä ja muissa toiminnoissa.
Exonien merkitys evoluutiossa
Viime aikoihin asti biologit olivat epävarmoja, miksi DNA-replikaatio sisälsi kaikki geenisekvenssit, jopa ei-koodaavat alueet. Nämä olivat intronit.
Intronit silmukoidaan ja eksonit kytketään, mutta silmukointi voidaan tehdä selektiivisesti ja erilaisina yhdistelminä. Prosessi luo erityyppisen mRNA: n, josta puuttuu kaikki intronit ja joka sisältää vain eksoneja, nimeltään kypsä mRNA.
Eri kypsät Messenger-RNA-molekyylit muodostavat silmukointiprosessista riippuen mahdollisuuden erilaisten proteiinien translaatioon samasta geenistä.
Eksonien ja RNA: n silmukointi tai vaihtoehtoinen liitos mahdollistaa nopeamman kehityksen. Vaihtoehtoinen silmukointi luo myös mahdollisuuden suurempaan geneettiseen monimuotoisuuteen populaatioissa, solujen ja monimutkaisempien organismien erilaistumiseen pienemmillä määrillä DNA: ta.
Aiheeseen liittyvä molekyylibiologinen sisältö: