ماذا لو كان الحمض النووي غير المشفر أكثر أهمية من المتوقع؟
يمكن أن يكون الحمض النووي غير المشفر أكثر فائدة بكثير مما كان يعتقد سابقًا. ائتمانات: Pixabay.
يتكون الجينوم البشري من ما يقرب من ثلاثة مليارات زوج أساسي. ومع ذلك ، من بين هذا الكم الهائل من المعلومات ، يتم استخدام 2٪ فقط في الواقع لتشفير البروتينات. تعتبر نسبة 98٪ المتبقية من الحمض النووي غير المشفر عديمة الفائدة. قد يكون هذا الاستنتاج متسرعًا جدًا وقد يكون هذا الحمض النووي "غير المرغوب فيه" نوعًا من الكنز الجيني الدفين.
الاستخفاف بالحمض النووي غير المشفر؟ غالبًا ما يتكون الحمض النووي للكائنات الحية من ملايين أو حتى بلايين أزواج القواعد. فقط ، في معظم الحالات ، القليل جدًا من هذه المعلومات يجعل من الممكن ترميز البروتينات.
هذا هو الحال أيضًا عند البشر ، حيث من بين الثلاثة مليارات زوج من القواعد الموجودة ، فإن 2٪ فقط تجعل من الممكن ترميز البروتينات. البقية ، التي تسمى الحمض النووي غير المشفر ، لطالما اعتبرت عديمة الفائدة. ومع ذلك ، نشر فريق من الباحثين من جامعة تل أبيب للتو نتائج أخرى في مجلة The Royal Society .
DNA غير مشفر ، DNA مشفر ... ما هي الاختلافات؟
الحمض النووي جزيء عالمي. توجد في جميع الكائنات الحية وتشكل الكروموسومات. يتكون هذا الجزيء الكبير من الأحرف الأربعة الشهيرة A و T و G و C ، والتي تسمى عادةً القواعد النيتروجينية. هذا هو سبب تقديرنا لحجم الجينوم في "أزواج قاعدية".
في جميع الكائنات الحية تقريبًا ، ينقسم الحمض النووي إلى أجزاء مشفرة وغير مشفرة. هذا الأخير غالبا ما يكون الأغلبية. لطالما أطلق على الحمض النووي غير المشفر اسم "DNA غير المرغوب فيه" أو "DNA الساتلي". إنها مجموعة التسلسلات في الجينوم التي لا تتحول في النهاية إلى بروتينات. ومع ذلك ، في الوقت الحالي ، لا تزال وظائفه البيولوجية غير معروفة جيدًا ، وحتى يتم التقليل من شأنها.
ومع ذلك ، فقد كشف الباحثون عن بعض أدوارها. وبالتالي ، تلعب مناطق معينة غير مشفرة دورًا في تنظيم النسخ. هذه هي الخطوة لإنشاء رنا مرسال عن طريق نسخ أحد خيوط الحمض النووي. سوف تسمح التسلسلات الأخرى بتنظيم وصيانة الجينوم.
هناك عدة أنواع من الحمض النووي غير المشفر. قد تكون على وجه الخصوص متواليات متكررة ، إما بالترادف (DNA ساتلي ، ساتل صغير أو ساتل صغير) أو معزولة. هذا الأخير هو ثم الينقولات أو الفيروسات القهقرية. يمكن للإنترونات أيضًا مقاطعة تسلسلات التشفير.
اهتمام متجدد في الإنترونات
في عام 1977 ، اكتشف عالمان بشكل مستقل هذه الإنترونات الشهيرة. هذا الأخير منتشر داخل الجينوم الخاص بنا ، ومع ذلك يمكن للبعض أيضًا مقاطعة تسلسل الترميز. لهذا الاكتشاف ، حصل ريتشارد روبرتس وفيل شارب على جائزة نوبل.
توجد هذه الإنترونات في الغالب في الجينومات المعقدة ، مثل تلك الموجودة لدى البشر ، ولكنها لا تفسد تسلسل البكتيريا. عندما يقومون بقص تسلسل الترميز ، فإنهم يضيفون عملاً إلى عملية الترجمة. هذه هي آلية الحصول على البروتينات من الحمض النووي الريبي المرسال ، والتي يتم الحصول عليها من الحمض النووي.
عندما يدخل intron نفسه في تسلسل تشفير البروتين ، فإنه يتم ترجمته أيضًا. هذا يجبر الخلايا على إعداد عمليات ثقيلة إلى حد ما لإزالة هذه المعلومات غير ذات الصلة التي تجعل البروتينات غير نشطة. وهذا بشكل دائم! للحصول على فكرة ، تخيل أنه يتعين عليك كل يوم حذف آلاف الكلمات غير المنطقية من أجل قراءة وفهم جملة.
هذا يعطي انطباعًا بوجود مضيعة كبيرة للوقت على الكائنات الحية ، باستثناء بدائيات النوى. بالإضافة إلى ذلك ، يختلف عدد المدخلات باختلاف الأنواع. وهكذا ، لدى البشر ما يقرب من 140000 إنترون ، في حين أن الفئران لديها أكثر من 33000 ، في حين أن الخميرة لديها بالكاد 300.
يمكن أن تحمي الإنترونات متواليات التشفير ضد الطفرات التي قد تؤدي إلى الحذف.
ائتمانات: Pixabay.
لماذا لا يزال هذا الحمض النووي غير المشفر موجودًا؟
في ضوء الوقت الضائع الناتج عن معالجة هذا الحمض النووي غير المشفر ، قد يتساءل المرء لماذا لم ينتهي التطور بالقضاء عليه؟
أولاً ، يفترض العلماء أن حذف حتى القطع "غير الضرورية" من الحمض النووي حول تسلسل الترميز يمكن أن يضر على الأرجح ببقاء الحيوان ، لأنه قد يؤدي أيضًا إلى حذف التسلسلات السيئة.
في النهاية ، حول مناطق الترميز هذه (عند "الحدود") ، قد يحميها الحمض النووي "غير المرغوب فيه". عندئذٍ سيكون بمثابة نوع من المخزن المؤقت ، حيث يحمي تسلسل التشفير من الطفرات التي يمكن أن تؤثر عليها بشكل خطير.
لرؤية هذه الفرضية قيد التنفيذ ، ابتكر العلماء نموذجًا رياضيًا. هذا النموذج ، الذي يسمى "الانتقاء المحدث بالحدود" ، يشرح شيئين. بادئ ذي بدء ، سبب طول الإنترونات. وكلما طالت مدة وجودها ، زاد تعرض تسلسلات الحمض النووي التي تناسبها لحذف كبير وضغط طفرة. وبالتالي فإن وجود إنترونات طويلة يحميها.
يفسر هذا التفسير أيضًا سبب وجود مثل هذه الاختلافات الكبيرة في عدد الإنترونات حسب الأنواع: لا تخضع جميعها لنفس الضغط الطفري.
قد يكون الوقت قد حان لإعادة النظر في مصطلح DNA غير المشفر. قد تكون معرفتنا ببساطة غير مكتملة وسيكون لهذا الحمض النووي وظائف لم نفهمها بعد. وظائف جديدة لهذا الحمض النووي آخذة في الظهور بشكل متزايد. ما كان بالتالي "سلة مهملات" يمكن أن يكون نوعًا من الكنز الجيني ...
سؤال: هل يمتلك التوأم نفس الحمض النووي؟
يتم تخصيب التوائم المتطابقة من نفس البويضة ، بحيث يكون لديهم نفس الجينات. إنهم يتشاركون في نفس الحمض النووي ، لكنهم ليسا متطابقين بالضرورة. في الواقع ، عندما ينقسم الزيجوت إلى جنينين ، يبدأ الحمض النووي على الفور في التشعب لكل منهما. لا يتم الكشف عن اختلاف الحمض النووي في الاختبارات العادية ، ولكن إذا تم اختبار الجينوم الكامل لكلا التوأمين ، فهناك اختلافات واضحة. يختلف الحمض النووي لكل شخص بشكل ثابت ، حتى بالنسبة للتوائم. مثال آخر مشابه: تختلف أيضًا بصمات الأصابع على زوج توأم متطابق.
المصدر:مواقع ألكترونية