DNA er det arvede materialet som forteller organismer hva de er og hva hver celle skal gjøre. Fire nukleotider ordne seg i parrede sekvenser i en forhåndsbestemt rekkefølge spesifikk for arten og individets genom. Ved første øyekast skaper dette alt det genetiske mangfoldet innen en gitt art, så vel som mellom arter.
Ved nærmere undersøkelse ser det imidlertid ut til at det er mye mer med DNA.
For eksempel har enkle organismer en tendens til å ha like mange eller flere gener som menneskelig genom. Tatt i betraktning kompleksiteten i menneskekroppen sammenlignet med en fruktflue eller til og med enklere organismer, er dette vanskelig å forstå. Svaret ligger i hvordan komplekse organismer, inkludert mennesker, bruker genene sine på mer intrikate måter.
Funksjonen til Exon og Intron DNA-sekvenser
De forskjellige seksjonene av et gen kan deles inn i to kategorier:
- Koderegioner
- Ikke-kodende regioner
De ikke-kodende regionene kalles introner. De gir organisering eller en slags stillas til de kodende regionene i genet. Koderegionene kalles
Ofte bytter regionen til et gen som skal kodes med andre regioner, avhengig av organismenes behov. Derfor kan hvilken som helst del av genet fungere som en intron ikke-kodende sekvens eller som en eksonkodende sekvens.
Det er vanligvis et antall eksoneregioner på et gen, sporadisk avbrutt av introner. Noen organismer har en tendens til å ha flere introner enn andre. Menneskelige gener består av ca. 25 prosent introner. Lengden på exon-regioner kan variere fra en liten håndfull nukleotidbaser til tusenvis av baser.
The Central Dogma and Messenger RNA
Eksoner er regionene til et gen som gjennomgår prosessen med transkripsjon og translasjon. Prosessen er kompleks, men den forenklede versjonen blir ofte referert til som "sentral dogme, "og ser slik ut:
DNA ⇒ RNA ⇒ Protein
RNA er nesten identisk med DNA og brukes til å kopiere, eller transkribere DNAet og flytter det ut av kjernen til ribosomet. Ribosomet oversetter kopien for å følge instruksjonene for å bygge nye proteiner.
I denne prosessen pakkes DNA-dobbeltspiralen ut, slik at den ene halvdelen av hvert nukleotidbasepar blir eksponert, og RNA lager en kopi. Kopien kalles messenger RNA, eller mRNA. Ribosomet leser aminosyrene i mRNA, som er i tripletsett kalt kodoner. Det er tjue aminosyrer.
Når ribosomet leser mRNA, overfører ett kodon om gangen RNA (tRNA) bringe de riktige aminosyrene til ribosomet som kan binde seg til hver aminosyre når den blir lest. En kjede av aminosyrer dannes til et proteinmolekyl er laget. Uten at levende ting fulgte den sentrale dogmen, ville livet slutte veldig raskt.
Det viser seg at eksoner og introner spiller en viktig rolle i denne funksjonen og andre.
Betydningen av eksoner i evolusjon
Inntil nylig var biologer usikre på hvorfor DNA-replikasjon inkluderte alle gensekvensene, til og med de ikke-kodende regionene. Dette var intronene.
Intronene spleises og eksonene kobles til, men spleisen kan gjøres selektivt og i forskjellige kombinasjoner. Prosessen skaper en annen type mRNA, mangler alle introner og inneholder bare eksoner, kalt modent mRNA.
De forskjellige modne messenger RNA-molekylene, avhengig av skjøtingsprosessen, skaper muligheten for at forskjellige proteiner kan oversettes fra det samme genet.
Variasjonen muliggjort av eksoner og RNA spleising eller alternativ spleising gir raskere sprang i evolusjonen. Alternativ spleising skaper også muligheten for større genetisk mangfold i populasjoner, differensiering av celler og mer komplekse organismer med mindre mengder DNA.
Relatert molekylærbiologisk innhold:
- Nukleinsyrer: Struktur, funksjon, typer og eksempler
- Central Dogma (genuttrykk): Definisjon, trinn, regulering