A DNS az öröklődő anyag, amely megmondja az organizmusoknak, hogy mik ők és mit kell tennie az egyes sejteknek. Négy nukleotidok páros szekvenciákba rendeződnek előre, a faj és az egyed genomjára jellemző előre meghatározott sorrendben. Első pillantásra ez létrehozza az összes genetikai sokféleséget az adott fajon belül, valamint a fajok között.
Közelebb vizsgálva azonban úgy tűnik, hogy a DNS sokkal több.
Például az egyszerű organizmusoknak általában ugyanannyi vagy több génjük van, mint a emberi genom. Figyelembe véve az emberi test összetettségét egy gyümölcslégyhez vagy akár egyszerűbb organizmusokhoz képest, ezt nehéz megérteni. A válasz abban rejlik, hogy az összetett organizmusok, beleértve az embereket is, hogyan használják bonyolultabban génjeiket.
Az exon és intron DNS szekvenciák működése
A gén különböző szakaszai nagyjából két kategóriába sorolhatók:
- Kódoló régiók
- Nem kódoló régiók
A nem kódoló régiókat hívjuk intronok. Szervezettséget vagy egyfajta állványozást biztosítanak a gén kódoló régióihoz. A kódoló régiókat hívjuk
exonok. Ha "génekre" gondolsz, akkor valószínűleg kifejezetten az exonokra gondolsz.Gyakran előfordul, hogy a kódolni kívánt gén régiója változik más régiókkal, a szervezet igényeitől függően. Ezért a gén bármely része intront nem kódoló szekvenciaként működhet vagy mint exon kódoló szekvencia.
Egy génen általában számos exonrégió található, amelyeket az intronok szórványosan szakítanak meg. Egyes szervezetek általában több intronnal rendelkeznek, mint mások. Az emberi gének kb 25 százalék intron. Az exonrégiók hossza kis maroknyi nukleotidbázistól több ezer bázisig változhat.
A központi dogma és a Messenger RNS
Az exonok egy gén régiói, amelyek átíródnak és transzlálódnak. A folyamat összetett, de az egyszerűsített verziót általában "központi dogma, "és így néz ki:
DNS ⇒ RNS ⇒ Fehérje
RNS közel azonos a DNS - sel és másolásra szolgál, vagy lemásol a DNS-t, és mozgassa ki a magból a riboszómába. A riboszóma fordítja az új fehérjék felépítéséhez szükséges utasítások betartása érdekében
Ebben a folyamatban a DNS kettős spirál kipattan, és az egyes nukleotid bázispárok egyik fele szabadon marad, és az RNS másolatot készít. A másolatot messenger RNS-nek, ill mRNS. A riboszóma leolvassa az mRNS aminosavait, amelyek triplett halmazokban vannak, úgynevezett kodonok. Húsz aminosav van.
Amint a riboszóma egyenként egy kodont olvas az mRNS-sel, az RNS-t (tRNS) a megfelelő aminosavakat hozza a riboszómába, amelyek az egyes aminosavakhoz kötődhetnek olvasás közben. Aminosavlánc képződik, amíg egy fehérjemolekula nem képződik. Anélkül, hogy élőlények ragaszkodnának a központi dogmához, az élet nagyon gyorsan véget érne.
Kiderült, hogy az exonok és az intronok jelentős szerepet játszanak ebben a funkcióban és mások.
Az exonok fontossága az evolúcióban
Egészen a közelmúltig a biológusok nem voltak biztosak abban, hogy a DNS-replikáció miért tartalmazta az összes génszekvenciát, még a nem kódoló régiókat is. Ezek voltak az intronok.
Az intronok kikapcsolódnak és az exonok összekapcsolódnak, de a splicelés szelektíven és különböző kombinációkban végezhető. A folyamat egy másfajta mRNS-t hoz létre, minden intron hiányzik, és csak exonokat tartalmaz, az úgynevezett érett mRNS.
A különböző érett hírvivő RNS-molekulák, a splicing folyamatától függően, lehetőséget teremtenek arra, hogy a különböző fehérjék ugyanabból a génből transzlálódjanak.
Az variánsok lehetővé tették az exonok és RNS splicing vagy az alternatív illesztés gyorsabb ugrásokat tesz lehetővé az evolúcióban. Az alternatív splicing lehetőséget teremt a populációk nagyobb genetikai sokféleségére, a sejtek és a bonyolultabb organizmusok differenciálódására, kisebb mennyiségű DNS-sel.
Kapcsolódó molekuláris biológiai tartalom:
- Nukleinsavak: Szerkezet, funkció, típusok és példák
- Központi dogma (gén expresszió): Definíció, lépések, szabályozás