Ενώ τα περισσότερα DNA Η λίστα ορισμών είναι ως το γενετικό υλικό που κωδικοποιεί τις πληροφορίες που οδηγούν στη σύνθεση πρωτεϊνών, το γεγονός είναι ότι δεν κωδικοποιούν όλοι οι DNA πρωτεΐνες. Το ανθρώπινο γονιδίωμα περιέχει πολύ DNA που δεν κωδικοποιεί πρωτεΐνες ή καθόλου.
Μεγάλο μέρος αυτού του μη κωδικοποιητικού DNA σχετίζεται με τη ρύθμιση των γονιδίων που ενεργοποιούνται ή απενεργοποιούνται. Υπάρχουν επίσης διάφοροι τύποι RNA που δεν κωδικοποιούν, μερικοί από τους οποίους βοηθούν στην παραγωγή πρωτεϊνών και μερικοί που το αναστέλλουν. Αν και οι μη κωδικοποιούμενοι κλώνοι DNA και RNA δεν κωδικοποιούν άμεσα την παραγωγή πρωτεΐνης, συχνά χρησιμεύουν για τη ρύθμιση των γονιδίων που μετατρέπονται σε πρωτεΐνη σε πολλές περιπτώσεις.
Συστατικά γονιδίων
Ένα γονίδιο είναι ένα τμήμα του DNA εντός ενός χρωμοσώματος που περιέχει όλες τις απαραίτητες πληροφορίες για την παραγωγή RNA και στη συνέχεια πρωτεΐνης. Η περιοχή ενός γονιδίου που κωδικοποιεί πρωτεΐνη και θα μετατραπεί σε RNA ονομάζεται ανοιχτό πλαίσιο ανάγνωσης ή ORF. Η ικανότητα του ORF να παράγει RNA και μετά πρωτεΐνη ελέγχεται από ένα τμήμα DNA που ονομάζεται ρυθμιστική περιοχή.
Αυτή η περιοχή του DNA είναι πολύ σημαντική για τον έλεγχο των γονιδίων που ενεργοποιούνται και τελικά μετατρέπονται σε πρωτεΐνη, αλλά δεν κωδικοποιεί καμία πρωτεΐνη από μόνη της.
Μη κωδικοποιητικό RNA
Πολλές ενότητες κώδικα DNA για συστατικά μηχανημάτων RNA που χρησιμοποιούνται για μεταγραφή και μετάφραση. Αυτά τα συστατικά δεν είναι πάντα πρωτεΐνες. Στην πραγματικότητα, πολλά κατασκευάζονται αποκλειστικά από κομμάτια RNA όπως το tRNA και το mRNA.
Υπάρχουν επίσης διάφοροι τύποι RNA, οι περισσότεροι από τους οποίους δεν κωδικοποιούν πρωτεΐνες. Το ριβοσωμικό RNA κωδικοποιεί μόνο την παραγωγή του ριβοσώματος, το σύμπλεγμα που μετατρέπει το RNA σε πρωτεΐνη. Η μεταφορά RNA είναι σημαντική για την παραγωγή της πρωτεΐνης από το RNA, αλλά δεν κωδικοποιεί την παραγωγή της πρωτεΐνης από μόνη της.
Το Micro RNA, ή το miRNA, εμποδίζει την παραγωγή πρωτεϊνών στοχεύοντας την αποικοδόμηση του κωδικοποιητικού RNA. Το miRNA χρησιμεύει για να ρυθμίσει αρνητικά ποια γονίδια μετατρέπονται σε πρωτεΐνη, ουσιαστικά απενεργοποιώντας τα γονίδια. Αυτή η διαδικασία απενεργοποίησης γονιδίων με miRNA είναι γνωστή ως παρεμβολή RNA.
Σύνδεση γονιδίων
Όταν ένα γονίδιο μεταγράφεται από DNA σε RNA, το προκύπτον κωδικοποιητικό RNA, ή mRNA, απαιτεί περαιτέρω επεξεργασία πριν μπορεί να μετατραπεί σε πρωτεΐνη. Το mRNA αποτελείται από αλληλουχίες γνωστές ως ιντρόνια και εξόνια. Τα ιντρόνια δεν κωδικοποιούν καμία πρωτεΐνη και απομακρύνονται από το mRNA προτού μετατραπεί σε πρωτεΐνη. Τα εξόνια είναι οι αλληλουχίες που κωδικοποιούν την πρωτεΐνη.
Ωστόσο, ορισμένα εξόνια αφαιρούνται επίσης από το mRNA και δεν μετατρέπονται σε πρωτεΐνη. Αυτή η διαδικασία αφαίρεσης ιντρονίων και εξονίων από το RNA είναι γνωστή ως μάτισμα γονιδίων. Μερικές φορές αυτά τα εξόνια μαζεύονται εκτός αλληλουχίας κατά τη διάρκεια της παραγωγής πρωτεϊνών και άλλες φορές αυτά τα εξόνια περιλαμβάνονται. Αυτό θα εξαρτηθεί από την πρωτεΐνη που κωδικοποιείται.
Ανεπιθύμητο DNA
Κάποιο DNA δεν έχει γνωστό σκοπό και ως εκ τούτου αναφέρεται ως ανεπιθύμητο DNA. Το ανεπιθύμητο DNA βρίσκεται συνήθως στα τελομερή - στα άκρα των χρωμοσωμάτων. Τα τελομερή των χρωμοσωμάτων μειώνονται ελαφρώς με κάθε κυτταρική διαίρεση, και με την πάροδο του χρόνου, μπορεί να χαθεί σημαντική ποσότητα DNA από τα τελομερή. Πιστεύεται ότι τα τελομερή αποτελούνται κυρίως από ανεπιθύμητα DNA, έτσι ώστε να μην χάνονται σημαντικές γενετικές πληροφορίες όταν συντομεύονται τα τελομερή.
Ένας άλλος παράγοντας που πρέπει να θυμάστε είναι ότι επειδή δεν υπάρχει γνωστή λειτουργία σε αυτό το "σκουπίδια" DNA δεν σημαίνει ότι είναι πραγματικά σκουπίδια. Η λειτουργία αυτών των τμημάτων του DNA μπορεί απλά να είναι άγνωστη αυτή τη στιγμή ή να είναι πολύ περίπλοκη για την κατανόηση και την τρέχουσα τεχνολογία μας.
