DNA je naslijeđeni materijal koji organizmima govori što su i što svaka stanica treba učiniti. Četiri nukleotidi rasporediti se u uparene sekvence unaprijed određenim redoslijedom specifičnim za genom vrste i jedinke. Na prvi pogled ovo stvara svu genetsku raznolikost unutar bilo koje vrste, kao i između vrsta.
No, pomnijim se ispitivanjem čini da DNK ima mnogo više.
Na primjer, jednostavni organizmi imaju tendenciju da imaju jednako toliko ili više gena kao i ljudski genom. Uzimajući u obzir složenost ljudskog tijela u usporedbi s voćnom mušicom ili još jednostavnijim organizmima, to je teško razumjeti. Odgovor leži u tome kako složeni organizmi, uključujući ljude, koriste svoje gene na zamršeniji način.
Funkcija sekvenci DNA egzona i introna
Različiti dijelovi gena mogu se široko podijeliti u dvije kategorije:
- Kodirajuće regije
- Nekodirajuće regije
Pozovu se nekodirajuća područja introni. Oni pružaju organizaciju ili neku vrstu skele kodirajućim regijama gena. Kodiraju se regije egzoni. Kad mislite na "gene", vjerojatno mislite konkretno na egzone.
Često se područje gena koje će kodirati mijenja s drugim regijama, ovisno o potrebama organizma. Stoga bilo koji dio gena može djelovati kao intronska nekodirajuća sekvenca ili kao slijed kodiranja egzona.
Na genu je obično niz egzonskih regija, koje sporadično prekidaju introni. Neki organizmi imaju tendenciju da imaju više introna od drugih. Ljudski se geni sastoje od približno 25 posto introna. Duljina područja egzona može varirati od male šačice nukleotidnih baza do tisuća baza.
RNA Središnje dogme i glasnika
Egzoni su područja gena koja prolaze kroz proces transkripcije i translacije. Postupak je složen, ali pojednostavljena verzija obično se naziva "središnja dogma, "i izgleda ovako:
DNA ⇒ RNA ⇒ Proteini
RNK je gotovo identičan DNK i koristi se za kopiranje, ili prepisati DNA i premjestite je iz jezgre u ribosom. Ribozom prevodi kopiju kako bi se slijedile upute za izgradnju novih proteina.
U tom se procesu dvostruka zavojnica DNA raspakira, ostavljajući polovinu svakog para nukleotidnih baza izloženom, a RNA kopira. Kopija se naziva messenger RNA, ili mRNA. Ribozom očitava aminokiseline u mRNA koje se nalaze u tripletnim skupovima koji se nazivaju kodonima. Dvadeset je aminokiselina.
Dok ribosom čita mRNA, jedan po jedan kodon, prenosi RNA (tRNA) donijeti ispravne aminokiseline u ribosom koji se mogu vezati za svaku aminokiselinu dok se čita. Stvara se lanac aminokiselina, sve dok se ne stvori molekula proteina. Bez živih bića koja se pridržavaju središnje dogme, život bi vrlo brzo završio.
Ispada da egzoni i introni igraju značajnu ulogu u ovoj funkciji i drugima.
Važnost eksona u evoluciji
Do nedavno, biolozi nisu bili sigurni zašto replikacija DNA uključuje sve sekvence gena, čak i nekodirajuća područja. To su bili introni.
Introni se spajaju i eksoni povezuju, ali spajanje se može izvršiti selektivno i u različitim kombinacijama. Proces stvara drugu vrstu mRNA, koja nema sve introne i sadrži samo eksone, tzv zrela mRNA.
Različite molekule RNA zrelih glasnika, ovisno o procesu spajanja, stvaraju mogućnost prevođenja različitih proteina iz istog gena.
Varijabilnost koju su omogućili egzoni i Spajanje RNA ili alternativno spajanje omogućuje brže skokove u evoluciji. Alternativno spajanje također stvara mogućnost za veću genetsku raznolikost populacija, diferencijaciju stanica i složenijih organizama s manjim količinama DNA.
Sadržaj molekularne biologije:
- Nukleinske kiseline: Struktura, funkcija, vrste i primjeri
- Središnja dogma (ekspresija gena): Definicija, koraci, regulacija