ה- DNA הוא החומר התורשתי המספר לאורגניזמים מה הם ומה כל תא צריך לעשות. ארבע נוקלאוטידים לסדר את עצמם ברצפים זוגיים בסדר קבוע מראש הספציפי לגנום של המין והפרט. במבט ראשון, זה יוצר את כל המגוון הגנטי בתוך מינים מסוימים, כמו גם בין מינים.
עם זאת, לאחר בחינה מדוקדקת, יש הרבה יותר ל- DNA.
לדוגמה, אורגניזמים פשוטים נוטים להיות בעלי גנים רבים או יותר כמו גנום אנושי. בהתחשב במורכבות גוף האדם לעומת זבוב פרי או אפילו אורגניזמים פשוטים יותר, קשה להבין זאת. התשובה נעוצה באופן שבו אורגניזמים מורכבים, כולל בני אדם, משתמשים בגנים שלהם בדרכים מורכבות יותר.
הפונקציה של רצפי DNA של אקסון ואינטרון
ניתן לחלק את החלקים השונים של הגן לשתי קטגוריות:
- קידוד אזורים
- אזורים שאינם מקודדים
אזורים שאינם מקודדים נקראים אינטרונים. הם מספקים ארגון או סוג של פיגומים לאזורים המקודדים של הגן. אזורי הקידוד נקראים אקסונים. כשאתה חושב על "גנים", אתה כנראה חושב במיוחד על אקסונים.
לעתים קרובות, אזור הגן שעומד להיות קידוד עובר עם אזורים אחרים, בהתאם לצרכי האורגניזם. לכן, כל חלק בגן יכול לפעול כרצף אינטרון שאינו מקודד אוֹ כרצף קידוד אקסון.
בדרך כלל ישנם מספר אזורי אקסון בגן, המופרעים באופן ספורדי על ידי אינטרונים. אורגניזמים מסוימים נוטים להיות בעלי אינטרונים יותר מאחרים. גנים אנושיים מורכבים מכ- 25 אחוז אינטרונים. אורך אזורי האקסון יכול לנוע בין קומץ קטן של בסיסי נוקלאוטיד לאלפי בסיסים.
הדוגמה המרכזית וה- RNA של המסנג'ר
אקסונים הם אזורי הגן שעוברים את תהליך התעתיק והתרגום. התהליך מורכב, אך בדרך כלל מכנים את הגרסה הפשוטה "דוגמה מרכזית, "ונראה כך:
DNA ⇒ RNA ⇒ חלבון
RNA כמעט זהה ל- DNA ומשמש להעתקה, או לְתַעֲתֵק את ה- DNA ולהעביר אותו מהגרעין לריבוזום. הריבוזום מתרגם את העותק כדי לעקוב אחר ההוראות לבניית חלבונים חדשים.
בתהליך זה, סליל הכפול של ה- DNA נפתח, וגורם למחצית מכל זוג בסיס נוקלאוטידים חשוף, ו- RNA יוצר עותק. העותק נקרא RNA שליח, או mRNA. הריבוזום קורא את חומצות האמינו ב- mRNA, הנמצאות בקבוצות שלישיות הנקראות קודונים. יש עשרים חומצות אמינו.
כאשר הריבוזום קורא את ה- mRNA, קודון אחד בכל פעם, מעביר RNA (tRNA) הביאו את חומצות האמינו הנכונות לריבוזום שיכול להיקשר עם כל חומצת אמינו בזמן קריאתה. נוצרת שרשרת של חומצות אמיניות עד ליצירת מולקולת חלבון. בלי יצורים חיים שדבקו בדוגמה המרכזית, החיים היו מסתיימים מהר מאוד.
מתברר כי אקסונים ואינטרונים ממלאים תפקיד משמעותי בתפקיד זה ובאחרים.
חשיבותם של אקסונים באבולוציה
עד לאחרונה, ביולוגים לא היו בטוחים מדוע שכפול DNA כולל את כל רצפי הגן, אפילו את האזורים שאינם מקודדים. אלה היו האינטרונים.
האינטרונים נחלקים והאקסונים מחוברים, אך ניתן לבצע את השחבור באופן סלקטיבי ובצירופים שונים. התהליך יוצר סוג אחר של mRNA, חסר כל האינטרונים ומכיל רק אקסונים, הנקראים mRNA בוגר.
מולקולות ה- RNA המסנג'ריות הבוגרות השונות, בהתאם לתהליך השחבור, יוצרות אפשרות לתרגום חלבונים שונים מאותו הגן.
השונות שהתאפשרה על ידי אקסונים ו שחבור RNA או שחבור אלטרנטיבי מאפשר קפיצות מהירות יותר באבולוציה. שחבור אלטרנטיבי יוצר גם אפשרות למגוון גנטי גדול יותר באוכלוסיות, בידול של תאים ואורגניזמים מורכבים יותר עם כמויות קטנות יותר של DNA.
תוכן ביולוגי מולקולרי קשור:
- חומצות גרעין: מבנה, פונקציה, סוגים ודוגמאות
- דוגמה מרכזית (ביטוי גנים): הגדרה, צעדים, ויסות