Er DNA'et mellem gener virkelig skrammel?

Mærkning af enhver del af vores genetiske sammensætning "junk" var fristende skæbne. Trods alt, ville ingen fornuftig person se på den utrolige kompleksitet af menneskeligt DNA og muse, "Eh, er det sandsynligvis der af en grund? "Men længe, forskere vidste bare ikke, hvad der lå mellem vores gener i DNA -junglen. Så "junk" var det. Men lad os tage en sikkerhedskopi og minde os selv om, hvad alt det genetiske materiale er i første omgang.

Deoxyribonukleinsyre er det fysiske stof, der indeholder vores gener. (Hvert kromosom er en lang streng af DNA.) Et typisk proteinkodende gen har sekvenser af DNA, der styrer, når genet udtrykkes, sammen med en kodende sekvens, der er kopieret (eller "transkriberet") for at lave ribonukleinsyre. RNA -kopien "translateres" derefter til et protein.

Men bliv ikke for behagelig. Kun en lille del af vores DNA består af disse proteinkodende gener. Nogle gener transkriberes til RNA, der aldrig bliver til proteiner, og enorme bidder af vores DNA bliver aldrig transskriberet til RNA overhovedet.

Dette var temmelig forvirrende for forskerne, der først begyndte at studere genomet (alias en organisms komplette pakke med genetisk materiale) i 70'erne. Hvis langt størstedelen af ​​vores DNA ikke koder for noget protein, hvad pokker gør det så der? Fordi de ikke kunne svare på spørgsmålet, pionererne gav det ikke -kodende DNA den uheldige titel "skrammel". Og dermed, "uønsket DNA" lever videre i leksikonet i stedet for en mere følsom titel som, "bevæger sig-til-beat-af-en-anden-trommeslager-DNA" eller "danser som ingen ser DNA."

Op til det første "udkast" til Human Genome Project i 2000, forskere var stadig ret sikre på, at uønsket DNA ikke tjente en væsentlig funktion. Men i 2012, en gruppe genetikere offentliggjorde flere fund, der endelig begyndte at vise, at en persons skrammel er en anden persons skat. Godt, mere som en persons skrammel er den samme persons skat, da DNA'et tidligere troede at være fnug i vejen for de gode ting viste sig at være det, der fortalte de gode ting, hvordan man var god.

Forvirret? Klatre din dobbelte helix stige til den næste side, hvor vi vil forklare mere dybtgående.

Skift det op

Så som vi sagde, vi har masser af DNA, kun nogle af dem er proteinkodende gener. I lang tid, videnskabsfolk troede, at noget ikke -kodende var - det er næsten uhøfligt at sige det - "uønsket, "og mærket som sådan.

Men nu har såkaldt uønsket DNA sin dag, høflighed af Encyclopedia of DNA Elements, eller KODE, projekt. Takket være ENCODE, en gruppe på mere end 400 genetikere fra hele verden har undersøgt dette DNA. Selvom DNA'et ikke indeholder instruktioner for proteiner, det var ikke bare hængende. Faktisk, det ser ud til, at dette ikke -kodende DNA (en meget mere venlig etiket) faktisk indeholdt gen -switches, der styrer vores gener.

For at tage vores switch -analogi videre, lad os tænke på en radio. Uden en slags omskiftermekanisme, det ville ikke tjene meget godt. Men med en tænd/sluk -mekanisme - for slet ikke at tale om en tuner og en volumenskive - kan vi få den radio til at fungere. Det samme med gener. Et gen skal fortælle, hvad de skal gøre; i sig selv blinker det bare 12:00, som den radio i dit hus. Men med de switches, der findes i vores ikke -kodende DNA, generne kan blive aktiveret. Genkontakterne bestemmer, hvilke gener der bruges (og hvordan) i en celle. Meget som vores radio -tuner fortæller os, om vi skal lytte til popmusik eller NPR, vores genkontakter fortæller vores gener, hvad de skal blive - og, som at skrue op eller ned for lydstyrken, switchene bestemmer, hvor meget protein der laves, og hvornår. Så vores tidligere uønskede DNA indeholder faktisk afgørende instruktioner for, hvordan vores gener fungerer inden for hver celle.

Endnu mere interessant er implikationen, at genetiske switches spiller en stor rolle ved sygdom. Nogle sygdomme - visse kræftformer, for eksempel - menes at komme fra ændringer i DNA. Men ENCODE viste en sammenhæng mellem fejlfunktionelle gener og varianter i switcherne - ikke en variant i selve genet. Med andre ord, det er måske ikke radioen, der er defekt; lydstyrken kan bare være brudt. Hvilken, Jeg tror, ​​vi alle kan være enige er stort set det sejeste, vi har lært i dag.

Masser mere information

Forfatterens note:Er DNA'et mellem gener virkelig skrammel?

Det tog mig kun en neurobiolog at genlære alt, hvad jeg glemte om DNA efter mit første år på gymnasiet. Men det viser sig, at jeg ikke er den eneste, der stadig er ved at finde ud af DNA:Forskere fandt for nylig ud af, at det var det tidligere ne-do-well-junk-DNA (og ikke et bestemt gen selv), der indeholdt mutationer, der kan føre til udviklingen af ​​melanomer.

relaterede artikler

• Sådan fungerer DNA -profilering
• Hvad kan din spyt fortælle dig om dit DNA?
• Kan en symaskine sy DNA sammen?
• Sådan fungerer Body Farms

Kilder

• Hal, Stephen S. "Skjulte skatte i uønsket DNA." Videnskabelig amerikansk. 18. september, 2012. (23. januar, 2013) http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=hidden-treasures-in-junk-dna
• Hamzelou, Jessica. "Globalt projekt afslører, hvor aktivt vores" uønskede "DNA er." Ny videnskabsmand. 6. september, 2012. (23. januar, 2013) http://www.newscientist.com/blogs/shortsharpscience/2012/09/global-project-reveals-what-ou.html
• Harmon, Katherine. "'Junk' DNA indeholder spor til almindelige sygdomme." Videnskabelig amerikansk. 5. september, 2012. (23. januar, 2013) http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=junk-dna-encode
• Jha, Alok. "Gennembrudsundersøgelse vælter teori om 'uønsket DNA' i genomet." Værgen. 5. september, 2012. (24. januar, 2013) http://www.guardian.co.uk/science/2012/sep/05/genes-genome-junk-dna-encode
• Kolata, Gina. "Bid af mystisk DNA, langt fra 'uønsket, 'spiller en afgørende rolle. "The New York Times. 5. september, 2012. (23. januar, 2013) http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=hidden-treasures-in-junk-dna
• Marder, Jenny. "Mystisk ikke -kodende DNA." PBS NewsHour. 7. november kl. 2011. (23. januar, 2013) http://www.pbs.org/newshour/rundown/2011/11/junk-dna.html
• McSpadden, Brian. "Hvad er forskellen mellem gener og DNA?" Michigan State Science Theatre. 2. juni kl. 1993. (23. januar, 2013) http://www.pa.msu.edu/sciencet/ask_st/060293.html
• National Institute of General Medical Sciences. "Den nye genetik." National Institute of Health. 9. juni kl. 2011. (23. januar, 2013) http://publications.nigms.nih.gov/thenewgenetics/chapter1.html
• New York Times. "Genovervejelse af 'uønsket' DNA (grafisk)." New York Times. 5. september, 2012. (23. januar, 2013) http://www.nytimes.com/interactive/2012/09/06/science/rethinking-junk-dna.html
• Soden, Marta. Neurobiolog. Personlig korrespondance. 24. januar, 2013.
• Walsh, Fergus. "Detaljeret kort over genomets funktion." BBC nyheder. 5. september, 2012. (23. januar, 2013) http://www.bbc.co.uk/news/health-19202141
• Winstead, Edward R. "En samtale med Dr. John Stamatoyannopoulos om ENCODE og Cancer Research." National Cancer Institute Bulletin. 18. september, 2012. (23. januar, 2013) http://www.cancer.gov/ncicancerbulletin/091812/page5