Genler, en iyi protein oluşturma talimatları olarak bilinirler. Bununla birlikte, bir genin içindeki nükleotidlerin yalnızca bir kısmı proteinin kendisini kodlar. Genin diğer kısımları, ne zaman, nerede ve ne kadar proteinin yapacağını kontrol eden diziler de dahil ek bilgi sağlar.
Ortalama insan protein kodlayıcı gen yaklaşık 3.000 harf uzunluğundadır, ancak genlerimiz çok çeşitli boyutlara sahiptir. En kısa olanı sadece 500 mektup ve en uzun da 2.3 milyon.
Onların önemi göz önüne alındığında, genler insan genomunun şaşırtıcı derecede küçük bir bölümünü oluştururlar. 21.000 kadar protein kodlayan genimiz, genomun toplam nükleotitlerinin% 2’sinden azını oluşturuyor. Genomun diğer bir kısmı, transfer ve ribozomal RNA gibi proteinlere dönüştürülmeyen RNA ürünleri kodlayan kodlayıcı olmayan genler içerir. Fakat genomun büyük kısmı hiç bir ürün için kod yazmaz. Bununla birlikte, genlerimizin düzgün çalışmasını sağlayan gerekli yapıyı ve organizasyonu sağlar.
Alternatif ekleme, hücrelerin genlerindeki bilgileri farklı şekillerde kullanmalarını sağlar
Farklı ekzon kombinasyonlarını bir araya getirerek, hücrelerimiz aynı genden farklı mRNAlar üretebilir. “Alternatif ekleme” olarak bilinen bu süreç, hücrelerimizin genlerindeki bilgileri farklı şekillerde kullanmalarını sağlar. Örneğin, birçok protein için bir versiyon (veya “izoform”) hücre zarı içine sıkışmışken, diğerinden daha kısa olan versiyon serbest yüzer. Alternatif splays sayesinde, hücrelerimiz genlerden çok daha fazla protein üretebilir.
İnsanlar gibi daha kompleks organizmalar tipik olarak basit organizmalardan daha fazla genlere sahip değildir. Daha ziyade genomlarımız, genlerimizin daha fazla şekilde kullanılmasına olanak tanıyan daha karmaşıklığa yol açan daha sofistike kontrol mekanizmalarına sahiptir.
Anahtarlar kombinasyon halinde kullanılır
Anahtarlar, hücrelere, dış dünyadaki sinyallere tepki verme esnekliği kazandırır. Aynı zamanda, bir hücrenin bir cilt hücresine kıyasla bir karaciğer hücresi gibi bir kimlik aldığı sürecin farklılaşmasının merkezinde yer alırlar. Her hücre tipi aktif ve inaktif genlerin farklı bir kombinasyonuna sahiptir. Bir genin “açık” veya “kapalı” hale getirilip getirilmediği kısmen anahtar proteinleri tarafından düzenlenir.
Genomumuz 21.000 geni içeriyor ancak anahtarları etkinleştiren proteinler olan DNA bağlama proteinleri için bu koddan yalnızca 2.600’ü içeriyor. Sınırlı sayıda anahtarlama proteini bu kadar çok sayıda geni nasıl düzenliyor? Hücre, geçiş proteinlerinin yararlılığını kullanmak için iki temel stratejiyi kullanır. Birincisi, anahtarlar kombinasyon halinde kullanılır. Birçok gen, her biri farklı anahtar proteinleri tarafından aktive edilen çoklu anahtarlar tarafından kontrol edilir. Ve farklı anahtar kombinasyonları, farklı genleri aktive etmek için kullanılır. İkincisi, aynı prosese dahil olan proteinleri kodlayan genler genellikle aynı anahtar proteinleri tarafından aktive edilen benzer anahtarlara sahiptirler. Başka bir deyişle, tek bir anahtar proteini, birden fazla geni aktive edebilir.
Diğer önemli parçalar
MRNA’nın her iki ucunda da 5 asal ve 3 asal translate edilmemiş bölgeler (UTR’ler) bulunur. UTR’ler, protein için doğrudan kodlamasalar da eksonlar olarak kabul edilenlerden toplanırlar. Bununla birlikte, protein oluşturma sürecinde önemli olan dizileri içerirler. Örneğin, birçok UTR, ribozomun yapışmasına ve ayrılmasına yardımcı olan, proteinlerin ne kadar etkilendiğini ve mRNA’nın ömrünü etkileyen dizileri içerir. Bazıları “yerelleştirme” sinyalleri, hücrenin belirli bir alanına mRNA tutan özel etiketler içerir. UTR’ler yaklaşık 100 ila birkaç bin nükleotid arasında değişir.
