유전자는 상속 단위입니다. 단백질이나 RNA를 만들 수있는 DNA 서열이며, 양쪽 끝에 조절 영역에 의해 측면입니다.
4 글자 단어가 진행되는 한 유전자 무해하지만 다른 4 글자 단어와는 달리 글로벌 과학 커뮤니티간에 많은 혼란과 토론이 촉발되었습니다. 이 용어는 1909 년에 만들어진 이후 유전자의 개념이 영구적으로 리모델링되고 모든 새로운 유전자 발전으로 업데이트되었습니다.
상속 단위
유전자는 모호한 인자 로 시작되었습니다 유전학의 유명한 아버지 인 그레고르 멘델 (Gregor Mendel)에 따르면 상속. 이 신비한 요인은 멘델의 완두콩 식물의 다른 모습을 담당했습니다. 일부 사물이있었습니다 그것은 부모에서 자손으로의 특성을 전달했습니다.
Mendel 은이 요소 을 몰랐습니다 물리적으로 식물 학자 인 Wilhelm Johanssen은 Neburious Term accord 을 대체했을 때 마찬가지였습니다. 멘델의 작업을 재발견 한 후 1909 년에 '유전자'와 함께. 유전자는 이제 상속 단위를 의미했습니다. 특성은 유전자를 통해 부모에서 자손으로 전달되었습니다. 간단합니다!
글쎄요. 생명 과학이 분자 및 원자 수준으로 점점 더 움직이면서“유전자”의 더 명확한 이미지를 개발했습니다. 50 년 동안, 생물학 주의자와 분자 생물 학자들의 연구를 통해 생명 과학이 성숙함에 따라 유전자의 아이디어가 여러 번 업데이트되었습니다. 유전자는 유전의 불분명 한 단위에서 염색체의 특정 지점으로, 단일 단백질을 코딩하는 DNA의 스트레치로 갔다.
.하나의 유전자, 하나의 단백질 :
“하나의 유전자, 하나의 효소”아이디어는 나중에“하나의 유전자, 하나의 단백질”으로 바뀌었고 과학적 잭팟처럼 보였다. 개념으로서, 그것은 단순하고 우아하며 모든 삶에 대한 만족스러운 진술을 제공합니다. 그것은 모든 사람, 즉 과학자, 교사 및 학생들의 삶을 더 쉽게 만들었습니다. 영국의 의사 인 Archibald Garrod 경이 처음 제안한“하나의 유전자, 하나의 단백질”가설은 Crick의 '중심 교리'와 1970 년대에 유전자의 모습에 대한 설명으로 천천히 고화되었습니다. 유전자는 분자 물리적 정의를 취했다.
유전자는 무언가 (단백질)를 코딩하는 DNA 조각입니다. DNA, 데 옥시 리보 핵산은 DNA의 개별 빌딩 블록 인 뉴클레오티드 패턴으로 구성됩니다. 4 개의 다른 뉴클레오티드가 4 가지 다른 문자로 표시됩니다 - 아데노신의 경우 A, 티민의 경우 T, 시토신 C, 구아닌의 경우 G. DNA 의이 네 가지 "글자"는 서로 짝을 이루고 (DNA는 두 가닥이 있기 때문에) G. DNA를 가진 C 쌍의 쌍은 다음과 같이 보이는이 글자의 긴 시퀀스로 만들어집니다.
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유전자가 어떻게 생겼는지. (사진 크레딧 :Zvitaliy/Shutterstock)
유전자는 특정 '규제'서열에 의해 측면에있는이 글자의 긴 서열입니다. 이 조절 서열은 세포에 유전자가 시작되는 곳과 그것이 끝나는 곳을 알려줍니다. 본질적으로 유전자의 작동 방식을 조절합니다.
세포는 전사 및 번역이라는 2 단계 과정에서 단백질을 만듭니다. 번역에서, 세포는 유전자를 읽고 DNA의 mRNA 사본을 만듭니다. 이 mRNA 카피는 리보솜이라고 불리는 기계로갑니다. 리보솜은 mRNA의 지시를 읽고 단백질을 생성합니다. 이것은 번역입니다.
분할 유전자
Francis Crick은“분자 수준에서 확인 될 때까지 더 높은 수준의 모든 접근 방식은 의심됩니다. 유전자의 위의 그림은 단백질로 읽는 간단한 연속 문자입니다. 이것은 박테리아의 경우에는 해당되지만 하마, 달팽이 또는 인간과 같은 더 복잡한 생명체에는 그렇지 않습니다. 진핵 생물, 그 안에 핵이있는 세포는 단백질을 만드는 방법에 대한 긴 문장을 가지고 있지 않습니다. 그 사이에 많은 횡설수설이 추가 된 것으로 밝혀졌습니다.
이 횡설수설은 인트론 이라고 불렀습니다 , 유전자의 의미있는 단백질 코딩 부분은 exons 로 알려졌습니다. . 진핵 생물 세포는 분자 단백질 가위를 사용하여 리보솜이 유용한 단백질 만들기 정보 만 읽을 수 있도록 mRNA에서 인트론을 절단했습니다. 쓰레기를 빼앗는이 과정은 스 플라이 싱 입니다. .
진핵 생물에서 전사의 업데이트 된 모습. 진핵 생물은 단백질을 만들기 전에 mRNA로부터 무의미한 인트론을 제거합니다. (사진 크레딧 :Alila Medical Media/Shutterstock)
유전자 의이 새로운 분자 정의는 진핵 생물 세포의 경우 실제 단백질-코딩 비트 사이의 무의미한 중단을 거의 포함하지 않는 조절 서열에 의해 측면에있는 DNA 서열을 보여 주었다. “하나의 유전자, 하나의 단백질”개념은 여전히이 구조에 적합합니다.
유전자, 유전자, 어디서나 :
스 플라이 싱 및 분할 유전자에 대한 이해 후, 분자 생물 학자들은 다른 동물의 유전자를 통해 연구하기 시작했습니다. 그들이 찾은 것은 흥미 진진한 (과학 자체)와 두통 유발 (유전학 학생들을 위해)이었다.
결과적으로, 이들 분할 유전자는 상이한 조합으로 스플라이싱하여 많은 다른 단백질을 만들 수있다. "정상"스 플라이 싱은 모든 인트론을 자르고 엑손을 다시 붙잡고 voila, 최종 mRNA가 완료되었습니다. 대체 스 플라이 싱의 경우에는 그렇지 않습니다. 스 플라이 싱 기계는 하나의 유전자에서 엑손을 제거하고 재 배열하여 둘 이상의 다른 단백질을 만들 수 있습니다. 이 문장을 고려하십시오 :
“이 아이스크림은 맛있습니다” 유전자입니다.
엑손과 인트론을 사용하면이 유전자가 다음과 같이 보일 것입니다.
thikjhghs ickjhdfe crejfhgkhme는 delickjhsrfksrjjhioujfghks입니다.
이 경우 유전자 또는 문장을 접합하면 “이 아이스크림은 맛있습니다.”
그러나 대체 스 플라이 싱은 우리 에게이 모든 문장을 줄 수 있습니다 :
이것은 맛있습니다. 이것은 아이스크림입니다. 아이스크림은 맛있습니다. 이 얼음은 크림입니다. 이 맛있는 크림은 얼음입니다.
이것은 하나의 유전자이지만 많은 다른 단백질을 생산할 수 있습니다. 이것은 생각보다 더 흔한 현상입니다. 실제로, 그것은 항상 발생합니다.
또한 두 개의 다른 유전자로부터 접착 된 두 개의 다른 mRNA 가닥으로 단백질이 만들어진 경우도있다. 이것을 트랜스 스플리닝이라고합니다. 이 두 가지 다른 유전자는 자체 조절 서열에 의해 측면에 있지만 그 자체로는 전체 단백질을 만들지 않습니다. 따라서 단백질 하나 또는 그 이상을 만들 수있는 반전이 있습니다.
또한, 유전자 내에 유전자, 다른 큰 유전자의 인트론 내에있는 유전자 및 서로 겹치는 유전자가 있습니다. DNA의 한 위치에서 다른 위치 (트랜스 포손)로 점프하는 유전자와 한 번 유전자 였지만 이제는 쓸모가없는 유전자가 있습니다. 이것은 유전자가 어디에서 시작되고 어디에서 끝나는가? 유전자는 더 이상‘조절 서열에 의해 단백질을 만드는 단백질을 만드는 일련의 DNA '로 간주 될 수 없습니다. 유전자는 항상 한 곳에 있지 않으며 단일 특정 실체도 아닙니다.
Barbara McClintock은 유전자가 점프 할 수 있음을 발견했습니다. 옥수수의 변형 된 색은 하나의 유전자가 뛰어 들어 옥수수의 색이 변하기 때문입니다. (사진 크레디트 :of-fr/shutterstock)
그럼에도 불구하고, 우리는 여전히 유전자가 단백질을 생성한다는 가정을 가지고 노력하고 있습니다. 2005 년, Fantom Consortium은 MRNA의 1% ~ 2%만이 전사 된 게놈의 63%에서 단백질을 만들기 위해 계속된다는 것을 발견했습니다. 이 전 사체 중 일부는 세포에서 고유 한 부분을 연주하는 RNA의 세계에 대한 코드입니다.
RNA는 DNA의 단일 가닥 형제 자매입니다. RNA는 단백질을 만드는 데만 관여하는 것으로 널리 알려져 있지만 그보다 훨씬 더 많은 것을 제어 할 수 있습니다. 2005 년에 발표 된 연구에 따르면 RNA는 식물의 상속에 관여하고 있음을 암시했습니다. 반드시 게놈 . 에 있지 않은 정보 이것은 이후 생쥐와 같은 다른 동물에서 기록되었습니다. 따라서 유전자는 항상 은 아닙니다 상속 단위. 효소 역할을하는 RNA와 여전히 연구원을 당황시키는 RNA도 있습니다. 이 새로운 지식으로 유전자는 단백질과 RNA에 대한 코드입니다.
그래서 유전자는 무엇입니까?
Hugo Gene Nomenclature Committee (HGNC)는 유전자를 표현형/기능에 기여하는 DNA 세그먼트로 정의합니다. 입증 된 기능이없는 경우, 유전자는 서열, 전사 또는 상 동성에 의해 특성화 될 수있다”. 서열 온톨로지 컨소시엄은 유전자를 “제노미 서열의 위치 가능한 영역으로 정의하며,이 유전 단위에 해당하는 규제 영역, 전사 된 영역 및/또는 기타 기능 서열 영역과 관련이있다”.
두 정의 모두 유전자가 게놈 내에서하는 이상한 체조를 고려합니다. 그러나 과학자들에게는 유전자라는 단어를 사용하는 것이 가정의 지뢰가 될 수 있습니다. 유전자는 과학자들이 단백질-코딩 과 같은 예선을 추가 할 필요가 있다는 것을 알기 때문에 멍청하고 포괄적 인 분자 개념입니다. 또는 단어를 mRNA 전사 와 같은 다른 것으로 바꾸십시오. 또는 locus .
'유전자'가 존재하고 멘델이 처음으로 상속 단위를 숙고 한 지 150 년이 지난 후 100 년이 지난 후에 우리의 상속 개념과 정량화 가능한 단위가 바뀌 었습니다. 앞으로이 강력한 4 글자 단어를 기다리고있는 격변이 더 있으면 놀라지 마십시오.
