Geny i genomy - podstawowe pojęcia
Gen to fragment DNA zawierający informację potrzebną do wytworzenia białka lub RNA. Geny kodujące białka zawierają instrukcje do budowy pojedynczego łańcucha polipeptydowego, podczas gdy geny kodujące RNA odpowiadają za produkcję wszystkich rodzajów RNA (z wyjątkiem mRNA). Każdy gen niesie informacje nie tylko o budowie cząsteczki, ale także o warunkach jej wytworzenia, miejscu docelowym czy tempie produkcji.
Geny eukariotyczne (organizmów jądrowych) mają strukturę nieciągłą - składają się z eksonów (fragmentów kodujących) i intronów (fragmentów niekodujących). Dodatkowo otaczają je części regulatorowe kontrolujące ekspresję genu. Z kolei geny prokariotyczne (bakteryjne) mają strukturę ciągłą - bez intronów, co znacznie upraszcza proces produkcji białek.
Genom to kompletna informacja genetyczna komórki lub organizmu. U prokariontów genom składa się głównie z kolistego chromosomu bakteryjnego oraz plazmidów (mniejszych kolistych cząsteczek DNA). U eukariotów genom jest znacznie bardziej złożony - zawiera liniowe chromosomy w jądrze oraz dodatkowy materiał genetyczny w mitochondriach i chloroplastach.
Warto zapamiętać! Tylko niewielka część genomu eukariotycznego koduje białka. Większość stanowi DNA pozagenowe, które pełni funkcje regulacyjne lub którego funkcja pozostaje nieznana. U człowieka geny stanowią zaledwie około 2% całego genomu!
Chromatyna (połączenie DNA z białkami) występuje w dwóch formach euchromatynie (rozluźnionej, z aktywnymi genami) oraz heterochromatynie (ściśle upakowanej, z nieaktywnymi genami). Podstawową jednostką organizacji chromatyny jest nukleosom - odcinek DNA nawinięty na białka histonowe, co pozwala na efektywne upakowanie długich cząsteczek DNA w jądrze komórkowym.