ДНК е наследственият материал, който казва на организмите какви са те и какво трябва да направи всяка клетка. Четири нуклеотиди подреждат се в сдвоени последователности в предварително определен ред, специфичен за генома на вида и индивида. На пръв поглед това създава цялото генетично разнообразие в рамките на даден вид, както и между видовете.
При по-внимателно проучване обаче се оказва, че има много повече от ДНК.
Например, простите организми са склонни да имат точно толкова или повече гени, колкото човешки геном. Като се има предвид сложността на човешкото тяло в сравнение с плодова муха или дори по-прости организми, това е трудно да се разбере. Отговорът се крие в това как сложните организми, включително хората, използват гените си по по-сложни начини.
Функцията на последователностите на екзон и интронна ДНК
Различните секции на гена могат да бъдат разделени най-общо на две категории:
- Кодиращи региони
- Некодиращи региони
Извикват се некодиращите региони интрони. Те осигуряват организация или вид скеле на кодиращите региони на гена. Извикват се регионите за кодиране
екзони. Когато мислите за „гени“, вероятно мислите конкретно за екзони.Често регионът на ген, който ще кодира, се превключва с други региони, в зависимост от нуждите на организма. Следователно, всяка част от гена може да работи като интронна некодираща последователност или като екзон кодираща последователност.
Обикновено в гена има редица екзонни области, прекъснати епизодично от интрони. Някои организми са склонни да имат повече интрони от други. Човешките гени се състоят приблизително 25 процента интрони. Дължината на екзонните области може да варира от малка шепа нуклеотидни бази до хиляди бази.
Централната догма и пратеник РНК
Екзоните са областите на ген, които преминават през процеса на транскрипция и транслация. Процесът е сложен, но опростената версия обикновено се нарича "централна догма, "и изглежда така:
ДНК ⇒ РНК ⇒ Протеин
РНК е почти идентичен с ДНК и се използва за копиране, или преписвам ДНК и я преместете от ядрото към рибозомата. Рибозомата превежда копието, за да се следват инструкциите за изграждане на нови протеини.
В този процес ДНК двойната спирала се разархивира, оставяйки едната половина от всяка двойка нуклеотидни основи открита и РНК прави копие. Копието се нарича messenger RNA, или иРНК. Рибозомата отчита аминокиселините в иРНК, които са в триплет комплекти, наречени кодони. Има двадесет аминокиселини.
Докато рибозомата чете иРНК, един по един кодон прехвърля РНК (тРНК) донесе правилните аминокиселини в рибозомата, които могат да се свързват с всяка аминокиселина, докато се чете. Образува се верига от аминокиселини, докато се образува протеинова молекула. Без живите същества да се придържат към централната догма, животът би свършил много бързо.
Оказва се, че екзоните и интроните играят съществена роля в тази функция и други.
Значението на екзоните в еволюцията
Доскоро биолозите не бяха сигурни защо репликацията на ДНК включва всички генни последователности, дори некодиращите региони. Това бяха интроните.
Интроните се разделят и екзоните се свързват, но сплайсингът може да се извършва селективно и в различни комбинации. Процесът създава различен вид иРНК, липсващ всички интрони и съдържащ само екзони, наречени зряла иРНК.
Различните зрели молекули на РНК, в зависимост от процеса на сплайсинг, създават възможност за различни протеини да бъдат транслирани от един и същ ген.
Променливостта, възможна от екзони и Сплайване на РНК или алтернативно снаждане позволява по-бързи скокове в еволюцията. Алтернативното сплайсинг също създава възможност за по-голямо генетично разнообразие в популациите, диференциация на клетките и по-сложни организми с по-малки количества ДНК.
Съответно съдържание на молекулярната биология:
- Нуклеинова киселина: Структура, функция, типове и примери
- Централна догма (генна експресия): Определение, стъпки, регламент