Περιεχόμενο
- Η λειτουργία των αλληλουχιών DNA Exon και Intron
- Το Κεντρικό Δογματικό και Αγγελιοφόρο RNA
- Η σημασία των εξωνίων στην εξέλιξη
Το DNA είναι το κληρονομικό υλικό που λέει στους οργανισμούς τι είναι και τι πρέπει να κάνει κάθε κύτταρο. Τέσσερα νουκλεοτίδια να οργανώνονται σε ζευγαρωμένες αλληλουχίες σε προκαθορισμένη σειρά ειδικά για το γονιδίωμα ειδών και ατόμων. Με την πρώτη ματιά, αυτό δημιουργεί όλη τη γενετική ποικιλομορφία εντός οποιουδήποτε δεδομένου είδους, καθώς και μεταξύ ειδών.
Ωστόσο, μετά από προσεκτικότερη εξέταση, φαίνεται ότι υπάρχει πολύ περισσότερο στο DNA.
Για παράδειγμα, οι απλοί οργανισμοί τείνουν να έχουν εξίσου πολλά ή περισσότερα γονίδια με το ανθρώπινο γονιδίωμα. Λαμβάνοντας υπόψη την πολυπλοκότητα του ανθρώπινου σώματος σε σύγκριση με μια μύγα καρπού ή ακόμη και απλούστερους οργανισμούς, αυτό είναι δύσκολο να κατανοηθεί. Η απάντηση έγκειται στο πόσο πολύπλοκοι οργανισμοί, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων, κάνουν χρήση των γονιδίων τους με πιο περίπλοκους τρόπους.
Η λειτουργία των αλληλουχιών DNA Exon και Intron
Τα διάφορα τμήματα ενός γονιδίου μπορούν να χωριστούν σε δύο κατηγορίες:
Οι μη κωδικοποιημένες περιοχές καλούνται ιντρόνια. Παρέχουν οργάνωση ή ένα είδος ικριώματος στις περιοχές κωδικοποίησης του γονιδίου. Οι περιοχές κωδικοποίησης καλούνται εξόνια. Όταν σκέφτεστε τα "γονίδια", μάλλον σκέφτεστε συγκεκριμένα για τους εξώνες.
Συχνά, η περιοχή ενός γονιδίου που πρόκειται να κωδικοποιηθεί μεταβαίνει σε άλλες περιοχές, ανάλογα με τις ανάγκες του οργανισμού. Συνεπώς, οποιοδήποτε τμήμα του γονιδίου μπορεί να λειτουργήσει ως μη κωδικοποιητική αλληλουχία εσωνίων ή ως κωδικοποιητική αλληλουχία εξωνίου.
Υπάρχουν τυπικά αρκετές περιοχές εξονίου πάνω σε ένα γονίδιο, που διακόπτονται σποραδικά από ιντρόνια. Μερικοί οργανισμοί τείνουν να έχουν περισσότερα ιντρόνια από άλλους. Τα ανθρώπινα γονίδια αποτελούνται από περίπου 25 τοις εκατό εσωνίων. Το μήκος των περιοχών εξωνίων μπορεί να ποικίλει από μια μικρή χούφτα βάσεων νουκλεοτιδίων έως χιλιάδες βάσεων.
Το Κεντρικό Δογματικό και Αγγελιοφόρο RNA
Τα εξόνια είναι οι περιοχές ενός γονιδίου που υποβάλλονται στη διαδικασία της μεταγραφής και της μετάφρασης. Η διαδικασία είναι περίπλοκη, αλλά η απλοποιημένη έκδοση αναφέρεται συνήθως ως "κεντρικό δόγμα, "και μοιάζει με αυτό:
DNA ⇒ RNA ⇒ πρωτεΐνη
RNA είναι σχεδόν ταυτόσημο με το DNA και χρησιμοποιείται για την αντιγραφή, ή αντιγράφω το DNA και να το μετακινήσετε από τον πυρήνα στο ριβόσωμα. Το ριβόσωμα μεταφράζεται το αντίγραφο για να ακολουθήσετε τις οδηγίες για την κατασκευή νέων πρωτεϊνών.
Σε αυτή τη διαδικασία, η διπλή έλικα DNA αποσυνδέεται, αφήνοντας εκτεθειμένο το μισό από κάθε ζεύγος βάσης νουκλεοτιδίων και το RNA δημιουργεί ένα αντίγραφο. Το αντίγραφο καλείται αγγελιοφόρο RNA, ή mRNA. Το ριβόσωμα διαβάζει τα αμινοξέα στο mRNA, τα οποία βρίσκονται σε τριπλά σύνολα που ονομάζονται κωδικόνια. Υπάρχουν είκοσι αμινοξέα.
Καθώς το ριβόσωμα διαβάζει το mRNA, ένα κωδικόνιο κάθε φορά, μεταφέρει RNA (tRNA) φέρνουν τα σωστά αμινοξέα στο ριβόσωμα που μπορεί να δεσμεύεται με κάθε αμινοξύ όπως διαβάζεται. Μια αλυσίδα αμινοξέων σχηματίζεται, μέχρι να δημιουργηθεί ένα μόριο πρωτεΐνης. Χωρίς τα ζωντανά πράγματα να ακολουθούν το κεντρικό δόγμα, η ζωή θα τελείωνε πολύ γρήγορα.
Αποδεικνύεται ότι τα εξόνια και τα ιντρόνια διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο σε αυτή τη λειτουργία και σε άλλους.
Η σημασία των εξωνίων στην εξέλιξη
Μέχρι πρόσφατα, οι βιολόγοι ήταν αβέβαιοι γιατί η αντιγραφή του DNA περιλάμβανε όλες τις αλληλουχίες γονιδίων, ακόμη και τις μη κωδικοποιητικές περιοχές. Αυτά ήταν τα εσώνια.
Τα ιντρόνια είναι συναρμολογημένα και τα εξώνια συνδέονται, αλλά η σύνδεση μπορεί να γίνει επιλεκτικά και σε διαφορετικούς συνδυασμούς. Η διαδικασία δημιουργεί ένα διαφορετικό είδος mRNA, που στερείται όλων των ιντρονίων και περιέχει μόνο εξόνια, που ονομάζονται ώριμο mRNA.
Τα διαφορετικά μόρια ώριμου αγγελιαφόρου RNA, ανάλογα με τη διαδικασία ματίσματος, δημιουργούν τη δυνατότητα για μεταφράσεις διαφορετικών πρωτεϊνών από το ίδιο γονίδιο.
Η μεταβλητότητα που έγινε δυνατή από τα εξόνια και το RNA ματίσματος ή η εναλλακτική σύνδεση επιτρέπει την ταχύτερη άνοδο στην εξέλιξη. Η εναλλακτική μάθηση δημιουργεί επίσης τη δυνατότητα για μεγαλύτερη γενετική ποικιλομορφία σε πληθυσμούς, διαφοροποίηση κυττάρων και πιο πολύπλοκους οργανισμούς με μικρότερες ποσότητες DNA.
Σχετικό περιεχόμενο μοριακής βιολογίας: