תוֹכֶן
ה- DNA הוא החומר שעבר בירושה ואומר לאורגניזמים מה הם ומה כל תא צריך לעשות. ארבע נוקליאוטידים לסדר את עצמם ברצפים מזווגים בסדר קבוע מראש הספציפי לגנום של המינים והאנשים. במבט ראשון, זה יוצר את כל המגוון הגנטי בכל מין נתון, כמו גם בין מינים.
עם זאת, בבדיקה מדוקדקת נראה כי יש הרבה יותר מ- DNA.
לדוגמה, אורגניזמים פשוטים נוטים להיות בעלי גנים לא פחות או יותר כמו הגנום האנושי. בהתחשב במורכבותו של גוף האדם בהשוואה לזבוב 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 Exon ו- Intron
ניתן לחלק את החלקים השונים של גן באופן נרחב לשתי קטגוריות:
האזורים הלא 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 ספציפית על אקסונים.
לעתים קרובות, אזור הגן שעומד להיות קידוד עובר לאזורים אחרים, תלוי בצרכי האורגניזם. לפיכך כל חלק מהגן יכול לפעול כרצף שאינו מקודד אינטרון או כרצף קידוד אקסון.
בדרך כלל ישנם מספר אזורי אקסון בגן, המופרעים באופן ספורדי על ידי אינטרונים. יש אורגניזמים הנוטים לאינטרונים רבים יותר מאחרים. הגנים האנושיים מכילים בערך 25 אחוז אינטרונים. אורך אזורי האקסון יכול להשתנות מקומץ קטן של בסיסי נוקלאוטידים לאלפי בסיסים.
הדנמה המרכזית והמסנג'ר RNA
אקסונים הם אזורי הגן שעוברים את תהליך התמלול והתרגום. התהליך מורכב, אך בדרך כלל מכונה הגרסה המפשטת "דוגמה מרכזית, "ונראה כך:
DNA ⇒ RNA ⇒ חלבון
RNA זהה כמעט לחלוטין ל- DNA ומשמש להעתקה, או לתמלל את ה- DNA ולהעביר אותו מהגרעין לריבוזום. הריבוזום מתרגם את העותק על מנת לעקוב אחר ההוראות לבניית חלבונים חדשים.
בתהליך זה, הסליל הכפול של ה- DNA פותח את החתימה, ומשאיר מחצית מכל צמד הבסיס של נוקליאוטידים חשוף, ו- RNA מייצר עותק. העותק נקרא Messenger RNA, או mRNA. הריבוזום קורא את חומצות האמינו ב- mRNA, הנמצאות בקבוצות של שלישיה הנקראות קודונים. יש עשרים חומצות אמינו.
בזמן שהריבוזום קורא את ה- mRNA, קודון אחד בכל פעם, העבירו RNA (tRNA) הביאו את חומצות האמינו הנכונות לריבוזום שיכולים להיקשר עם כל חומצת אמינו בזמן שהיא נקראת. נוצרת שרשרת של חומצת אמינו, עד לייצור מולקולת חלבון. מבלי שיצורים חיים הדבקים בדוגמה המרכזית החיים היו מסתיימים מהר מאוד.
מסתבר כי אקסונים ואינטרונים ממלאים תפקיד משמעותי בפונקציה זו ואחרים.
חשיבותם של אקסונים באבולוציה
עד לאחרונה, הביולוגים לא היו בטוחים מדוע שכפול ה- DNA כלל את כל רצפי הגנים, אפילו את האזורים שאינם מקודדים. אלה היו האינטרונים.
האינטרונים מחוברים והחוצה את האקסונים, אך ניתן לבצע את השחבור באופן סלקטיבי ובשילובים שונים. התהליך יוצר mRNA מסוג אחר, חסר כל האינטרונים ומכיל רק אקסונים, הנקראים mRNA בוגר.
מולקולות ה- RNA השליחות הבוגרות השונות, בהתאם לתהליך השחבור, יוצרות אפשרות לתרגם של חלבונים שונים מאותו גן.
השונות התאפשרה על ידי אקסונים ו שחבור RNA או שחבור אלטרנטיבי מאפשר קפיצות מהירות יותר בהתפתחות. שחבור אלטרנטיבי יוצר גם אפשרות לגיוון גנטי גדול יותר באוכלוסיות, בידול תאים ואורגניזמים מורכבים יותר עם כמויות קטנות יותר של DNA.
תוכן ביולוגיה מולקולרית קשורה: