Przeczytaj
Gen to odcinek DNA, który zawiera pełną informację o budowie białka i RNA przekazywaną organizmom potomnym. Informacja genetyczna zapisana jest w sekwencji (kolejności) nukleotydów kwasów nukleinowych – DNA lub RNA, w przypadku wirusów RNA. Liczba genów w genomiegenomie organizmów różni się znacznie między gatunkami.
Wyróżnia się dwa rodzaje genów:
Geny ciągłe występują głównie w genomie organizmów prokariotycznych.
Geny nieciągłe występują w komórkach eukariotycznych. Geny te zawierają długie sekwencje zasad, które nie kodują aminokwasów tworzących ostateczny produkt – są to tzw. sekwencje przerywnikowe, określane jako introny. Natomiast sekwencje kodujące (ulegające ekspresji) to eksony.
U eukariontów regiony kodujące większości genów nie są ciągłe. Składają się z obszarów transkrybowanych do mRNA – eksonów, przerywanych intronami, odcinkami DNA niewystępującymi w dojrzałym mRNA.
Typowy gen eukariotyczny zawiera wiele intronów i eksonów. Liczba intronów i eksonów w poszczególnych genach może być różna.
Przykładowo:
gen beta‑globiny (kodujący jedną z podjednostek hemoglobiny) zawiera dwa introny;
gen owoalbuminy (białka występującego w jajach) zawiera ich siedem;
gen kodujący konalbuminę (inny składnik białka jaja) – szesnaście.
Łączna długość intronów przewyższa długość eksonów: ich łączne sekwencje zajmują często ponad 95% sekwencji pierwotnego transkryptu. Na przykład gen owoalbuminy zawiera ok. 7700 par zasad, z czego jedynie 1859 to eksony.
Jeszcze kilkanaście lat temu introny były uważane za „śmieciowy” DNA. Sądzono, że po wycięciu z pre‑mRNApre‑mRNA introny, jako sekwencje niepotrzebne, ulegają kompletnej degradacji. Okazało się, że w intronach mogą się znajdować sekwencje kodujące należące do innego genu, a także sekwencje wzmacniające transkrypcję, np. tzw. sekwencje regulatorowe. Obecnie wiadomo, że introny jako główny składnik w pierwotnym transkrypcie (pre‑mRNA) (…) stanowią materiał użyteczny w regulacji wielu procesów biologicznych.
Indeks górny Źródło: Mieczysław Chorąży, Gen strukturalny – ewolucja pojęcia i dylematy, „Nowotwory. Journal of Oncology” 2011, t. 61, nr 3, s. 279–288. Indeks górny koniecŹródło: Mieczysław Chorąży, Gen strukturalny – ewolucja pojęcia i dylematy, „Nowotwory. Journal of Oncology” 2011, t. 61, nr 3, s. 279–288.
Wszystkie geny eukariontów zbudowane są podobnie. Wyróżnia się część regulatorową i część strukturalną genu.
Część regulatorowa znajduje się w przednim i tylnym odcinku genu. Przedni odcinek regulatorowy to promotorpromotor. Wskazuje on położenie początku genu i znajduje się ok. 35 do 250 par nukleotydów przed sekwencją kodującą. Zawiera sekwencję nukleotydów rozpoznawanych przez zależną od DNA polimerazę RNA. Po połączeniu się polimerazy z promotorem rozpoczyna się proces transkrypcji. Końcowy odcinek regulatorowy to terminatorterminator, zawierający sekwencję nukleotydów umożliwiającą rozłączenie kompleksu DNA–RNA–polimeraza RNA.
Część strukturalna genu składa się z odcinków zawierających informację o budowie białka (eksonów) i odcinków niekodujących informacji (intronów).
Powstający po transkrypcji pierwotny transkrypt (pre‑mRNA) zawiera oba typy fragmentów strukturalnych, zatem odcinki niekodujące muszą zostać z niego wycięte. Proces usuwania intronów nosi nazwę splicingusplicingu. W ten sposób otrzymywany jest mRNA zawierający jedynie te odcinki, które kodują informację genetyczną.
Więcej informacji o kwasach nukleinowych w e‑materiałach:
Słownik
odczytanie informacji genetycznej zawartej w genie i wytworzenie w oparciu o nią białek organizmu lub różnych form RNA
(gr. genos – ród, rodzaj, pochodzenie) kompletny zestaw informacji genetycznej organizmu; u zwierząt jest to materiał genetyczny znajdujący się w jądrze komórkowym i mitochondriach
położenie skierowane ku końcowej części danej struktury
położenie skierowane ku początkowej części danej struktury
modyfikacja eukariotycznego mRNA dotycząca końca 3′ cząsteczki; polega na dodawaniu szeregu nukleotydów adeninowych, zwanego fragmentem poliadenylowym lub poli(A)
cząsteczka RNA powstała w wyniku procesu transkrypcji, zawierająca kodujące (eksony) oraz niekodujące (introny) sekwencje nukleotydów
odcinek DNA leżący przed genem, zawierający sekwencje rozpoznawane przez polimerazę RNA zależną od DNA lub czynniki transkrypcyjne ułatwiające przyłączenie się polimerazy RNA; po połączeniu się polimerazy RNA z promotorem rozpoczyna się proces syntezy RNA, czyli transkrypcja
proces zachodzący w komórkach organizmów eukariotycznych; jeden z etapów dojrzewania pierwotnych transkryptów; polega na wycinaniu z cząsteczek pre‑mRNA fragmentów niekodujących (intronów) i łączeniu fragmentów kodujących (eksonów); zachodzi w jądrze podczas powstawania RNA matrycowego, który następnie przemieszcza się do cytoplazmy i uczestniczy w translacji
odcinek DNA położony za genem, zawierający sekwencję wyznaczającą zakończenie transkrypcji genu poprzez dysocjację kompleksu DNA‑RNA‑polimeraza RNA