الحمض النووي هو المادة الموروثة التي تخبر الكائنات الحية بما هي عليه وما يجب أن تفعله كل خلية. أربعة النيوكليوتيدات يرتبون أنفسهم في تسلسلات مقترنة بترتيب محدد مسبقًا خاص بجينوم الأنواع والفرد. للوهلة الأولى ، هذا يخلق كل التنوع الجيني داخل أي نوع معين ، وكذلك بين الأنواع.
ومع ذلك ، عند الفحص الدقيق ، يبدو أن هناك الكثير من الحمض النووي.
على سبيل المثال ، تميل الكائنات الحية البسيطة إلى امتلاك العديد من الجينات أو أكثر مثل الجينات البشرية. بالنظر إلى مدى تعقيد جسم الإنسان مقارنة بذبابة الفاكهة أو حتى الكائنات الحية الأبسط ، يصعب فهم ذلك. تكمن الإجابة في كيفية استخدام الكائنات الحية المعقدة ، بما في ذلك البشر ، لجيناتها بطرق أكثر تعقيدًا.
وظيفة تسلسل الحمض النووي Exon و Intron
يمكن تقسيم الأقسام المختلفة للجين على نطاق واسع إلى فئتين:
- مناطق الترميز
- المناطق غير المشفرة
يتم استدعاء المناطق غير المشفرة الإنترونات. إنها توفر تنظيمًا أو نوعًا من السقالات لمناطق ترميز الجين. تسمى مناطق الترميز exons. عندما تفكر في "الجينات" ، فمن المحتمل أنك تفكر على وجه التحديد في exons.
غالبًا ما تتبدل منطقة الجين التي سيتم ترميزها مع مناطق أخرى ، اعتمادًا على احتياجات الكائن الحي. لذلك ، يمكن لأي جزء من الجين أن يعمل كتسلسل intron غير مشفر
أو كتسلسل ترميز exon.يوجد عادةً عدد من مناطق exon على الجين ، يتم مقاطعتها بشكل متقطع بواسطة الإنترونات. تميل بعض الكائنات الحية إلى امتلاك إنترونات أكثر من غيرها. تتكون الجينات البشرية من تقريبا 25 في المئة introns. يمكن أن يختلف طول مناطق exon من حفنة صغيرة من قواعد النيوكليوتيدات إلى آلاف القواعد.
العقيدة المركزية و RNA الرسول
الإكسونات هي مناطق الجين التي تخضع لعملية النسخ والترجمة. العملية معقدة ، ولكن يشار إلى النسخة المبسطة باسم "العقيدة المركزية، "ويبدو كالتالي:
DNA ، RNA ، بروتين
RNA يكاد يكون مطابقًا للحمض النووي ويستخدم لنسخ أو نسخ الحمض النووي ونقله من النواة إلى الريبوسوم. الريبوسوم يترجم النسخة لاتباع التعليمات لبناء بروتينات جديدة.
في هذه العملية ، ينفصل اللولب المزدوج للحمض النووي ، تاركًا نصف كل زوج قاعدة نيوكليوتيد مكشوفًا ، ويقوم الحمض النووي الريبي بعمل نسخة. تسمى النسخة messenger RNA ، أو مرنا. يقرأ الريبوسوم الأحماض الأمينية في الرنا المرسال ، والتي هي في مجموعات ثلاثية تسمى الكودونات. هناك عشرين حمضًا أمينيًا.
بينما يقرأ الريبوسوم الرنا المرسال ، فإن كودون واحد في كل مرة ينقل الحمض النووي الريبي (الحمض الريبي النووي النقال) أحضر الأحماض الأمينية الصحيحة إلى الريبوسوم الذي يمكن أن يرتبط بكل حمض أميني أثناء قراءته. تتشكل سلسلة من الأحماض الأمينية حتى يتكون جزيء البروتين. بدون أن تلتزم الكائنات الحية بالعقيدة المركزية ، ستنتهي الحياة بسرعة كبيرة.
اتضح أن exons و introns يلعبان دورًا مهمًا في هذه الوظيفة وغيرها.
أهمية Exons في التطور
حتى وقت قريب ، كان علماء الأحياء غير متأكدين من سبب احتواء تكرار الحمض النووي على جميع التسلسلات الجينية ، حتى المناطق غير المشفرة. كانت هذه الإنترونات.
يتم تقطيع الإنترونات وتوصيل الإكسونات ، ولكن يمكن إجراء التضفير بشكل انتقائي وفي مجموعات مختلفة. تخلق العملية نوعًا مختلفًا من الرنا المرسال ، تفتقر إلى جميع الإنترونات وتحتوي فقط على إكسونات ، تسمى ناضجة مرنا.
تخلق جزيئات الحمض النووي الريبي الناضجة المختلفة ، اعتمادًا على عملية التضفير ، إمكانية ترجمة بروتينات مختلفة من نفس الجين.
جعلت التباين ممكنًا بواسطة exons و ربط الحمض النووي الريبي أو الربط البديل يسمح بقفزات أسرع في التطور. يخلق التضفير البديل أيضًا إمكانية زيادة التنوع الجيني في السكان ، وتمايز الخلايا والكائنات الأكثر تعقيدًا بكميات أصغر من الحمض النووي.
محتوى البيولوجيا الجزيئية ذات الصلة:
- احماض نووية: الهيكل والوظيفة والأنواع والأمثلة
- العقيدة المركزية (التعبير الجيني): التعريف ، الخطوات ، التنظيم