Ang mga gene (sabihin: jeenz ) ay may mahalagang papel sa pagtukoy ng mga pisikal na katangian — kung ano ang hitsura namin — at maraming iba pang bagay tungkol sa atin. Nagdadala ang mga ito ng impormasyon na nagpapakilala sa iyo kung sino ka at kung ano ang hitsura mo: kulot o tuwid na buhok, mahaba o maiikling binti, kahit na kung paano ka ngumiti o tumawa. Marami sa mga bagay na ito ay ipinapasa mula sa isang henerasyon hanggang sa susunod sa isang pamilya sa pamamagitan ng mga gene.
Sa pagtatapos ng araling ito, malalaman mo
Ang gene ay isang sequence ng mga nucleotide sa DNA o RNA na nag-encode ng synthesis ng isang gene product, RNA man o protina. Ang isang chromosome ay binubuo ng isang mahabang DNA strand na mayroong maraming mga gene. Ang isang kromosoma ng tao ay maaaring magkaroon ng humigit-kumulang 500 milyong baseng pares ng DNA na may libu-libong gene.
Sa biology, ang isang gene ay tumutukoy sa isang sequence ng mga nucleotides sa RNA o DNA coding para sa molecule na may function. Sa panahon ng pagpapahayag ng isang gene, ang DNA ay unang kinopya sa RNA. Ang RNA ay maaaring direktang gumana o maaari itong maging intermediate template para sa isang protina na gumaganap ng isang function. Ang paghahatid ng mga gene sa mga supling ng isang organismo ay bumubuo ng batayan ng pagmamana ng mga phenotypic na katangian. Ang mga gene na ito ay bumubuo ng iba't ibang sequence ng DNA na kilala bilang genotypes . Tinutukoy ng mga genotype kasama ang mga salik sa kapaligiran at pag-unlad kung ano ang magiging phenotype. Karamihan sa mga biyolohikal na katangian ay naiimpluwensyahan ng polygenes (maraming magkakaibang mga gene) at mga pakikipag-ugnayan sa kapaligiran ng gene. Ang ilang mga genetic na katangian ay nakikita tulad ng kulay ng mata , at ang ilan ay hindi tulad ng uri ng dugo.
Posible para sa mga gene na makakuha ng mga mutasyon sa kanilang pagkakasunud-sunod. Ito ay humahantong sa iba't ibang variant na tinatawag na alleles sa populasyon. Ang mga alleles na ito ay nag-encode ng bahagyang magkakaibang mga bersyon ng isang protina na nagdudulot ng mga phenotypical na katangian. Nag-evolve ang mga gene bilang resulta ng natural selection o survival ng fittest at genetic drift ng mga alleles.
Narito ang isang ilustrasyon na naglalarawan sa double-helix strand ng DNA.
Karamihan sa mga organismo ay nag-encode ng kanilang mga gene sa mahabang DNA strands. Ang DNA ay kumakatawan sa deoxyribonucleic acid. Ang DNA ay binubuo ng isang chain na binubuo ng apat na uri ng nucleotide subunits, bawat isa ay binubuo ng limang-carbon sugar (2-deoxyribose), isang phosphate group, at isa sa apat na base na adenine, thymine, cytosine, at guanine.
Dalawang DNA chain ang umiikot sa isa't isa upang bumuo ng DNA double helix na ang mga base ay nakaturo sa loob at ang adenine base ay nagpapares sa thymine at guanine sa cytosine. Ang pagtitiyak ng pagpapares ng base ay nangyayari dahil ang adenine at thymine ay nakahanay upang bumuo ng dalawang hydrogen bond. Ang cytosine at guanine sa kabilang banda ay bumubuo ng tatlong hydrogen bond. Ang dalawang strand sa isang double helix ay dapat na magkatugma sa kanilang base sequence na tumutugma upang ang mga adenine ng isang strand ay ipares sa thymines ng kabilang strand, at iba pa.
Ang pagpapahayag ng mga gene na naka-encode sa DNA ay nagsisimula sa pamamagitan ng pag-transcribe ng gene sa RNA, isang pangalawang uri ng nucleic acid na ang mga monomer ay gawa sa sugar ribose kaysa sa deoxyribose tulad ng sa DNA. Ang RNA ay naglalaman din ng base uracil bilang kapalit ng thymine. Ang mga molekula ng RNA ay single-stranded at hindi gaanong matatag kaysa sa DNA. Ang mga gene na nag-encode ng mga protina ay binubuo ng isang serye ng tatlong-nucleotide sequence na kilala bilang mga codon. Tinutukoy ng genetic code ang mga sulat sa panahon ng pagsasalin ng protina sa pagitan ng mga codon at amino acid. Ang genetic code ay halos pareho para sa lahat ng kilalang organismo.
Ang istruktura ng isang gene ay binubuo ng maraming elemento kung saan ang aktwal na pagkakasunud-sunod ng coding ng protina ay kadalasang maliit na bahagi lamang. Kabilang dito ang mga rehiyon ng DNA na hindi na-transcribe pati na rin ang mga hindi na-translate na rehiyon ng RNA.
Naglalaman ang mga gene ng regulatory sequence na kumokontrol kung kailan at saan nangyayari ang expression para sa protein-coding region. Una, ang mga gene ay nangangailangan ng isang promoter sequence . Ang promoter ay kinikilala at nakatali sa pamamagitan ng mga salik ng transkripsyon na kumukuha at tumutulong sa RNA polymerase na magbigkis sa rehiyon upang simulan ang transkripsyon. Ang pagkilala ay karaniwang nangyayari bilang isang pagkakasunud-sunod na pinagkasunduan tulad ng TATA box. Ang isang gene ay maaaring magkaroon ng higit sa isang promoter, na nagreresulta sa mga messenger RNA (mRNA) na naiiba sa kung gaano kalayo ang mga ito sa dulo ng 5'. Ang mga gene na mataas ang pagkaka-transcribe ay may "malakas" na mga sequence ng promoter at ang iba pang mga gene ay may "mahina" na mga promoter na bumubuo ng mahinang mga asosasyon sa mga transcription factor at hindi gaanong madalas na nagsisimula ng transkripsyon. Ang mga rehiyon ng eukaryotic promoter ay mas kumplikado at mahirap tukuyin kaysa sa mga prokaryotic promoter.
Ang mga Enhancer ay nagpapataas ng transkripsyon sa pamamagitan ng pagbubuklod ng isang activator protein na pagkatapos ay tumutulong na i-recruit ang RNA polymerase sa promoter; sa kabaligtaran, ang mga silencer ay nagbubuklod sa mga protina ng repressor at ginagawang hindi gaanong magagamit ang DNA para sa RNA polymerase. Ang na-transcribe na pre-mRNA ay naglalaman ng mga hindi naisaling rehiyon sa magkabilang dulo na naglalaman ng ribosome binding site, terminator at start and stop codons. Bilang karagdagan, karamihan sa mga eukaryotic ay naglalaman ng mga hindi naisalin na intron na inalis bago ang mga exon ay isinalin. Ang mga pagkakasunud-sunod sa mga dulo ng mga intron ay nagdidikta sa mga site ng splice upang makabuo ng panghuling mature na mRNA na nag-encode sa protina o produkto ng RNA
Nasa ibaba ang istraktura ng isang eukaryotic protein-coding gene.
Maraming prokaryotic genes ang nakaayos sa mga operon, na may maramihang mga sequence ng protein-coding na na-transcribe bilang isang unit. Ang mga gene sa isang operon ay na-transcribe bilang isang tuluy-tuloy na mRNA, na tinutukoy bilang isang polycistronic mRNA. Sa kontekstong ito, ang terminong cistron ay katumbas ng gene. Ang transkripsyon ng mRNA ng operon ay madalas na kinokontrol ng isang repressor na maaaring mangyari sa isang aktibo o hindi aktibong estado depende sa pagkakaroon ng mga partikular na metabolite. Kapag aktibo, ang repressor ay nagbubuklod sa isang DNA sequence sa simula ng operon, na tinatawag na operator region, at pinipigilan ang transkripsyon ng operon; kapag ang repressor ay hindi aktibong transkripsyon ng operon ay maaaring mangyari. Ang mga produkto ng operon genes ay karaniwang may kaugnay na mga function at kasangkot sa parehong regulatory network.
Nasa ibaba ang istraktura ng isang prokaryotic operon ng mga gene na nagko-code ng protina.
