Ποια είναι η διαφορά μεταξύ κωδικοποίησης και μη κωδικοποιητικού DNA

Η κύρια διαφορά μεταξύ κωδικοποιητικού και μη κωδικοποιητικού DNA είναι ότι το κωδικοποιητικό DNA αντιπροσωπεύει τα γονίδια που κωδικοποιούν πρωτεΐνες, τα οποία κωδικοποιούν τις πρωτεΐνες, ενώ το μη κωδικοποιητικό DNA δεν κωδικοποιεί τις πρωτεΐνες. Επιπλέον, το κωδικοποιητικό DNA αποτελείται από εξόνια, ενώ οι τύποι του μη κωδικοποιητικού DNA περιλαμβάνουν ρυθμιστικά στοιχεία, μη κωδικοποιητικά γονίδια RNA, ιντρόνια, ψευδογόνα, επαναλαμβανόμενες αλληλουχίες και τελομερή. Επιπλέον, τα γονίδια στο κωδικοποιητικό DNA μεταγράφουν, παράγοντας mRNA, τα οποία στη συνέχεια υφίστανται μετάφραση, παράγοντας πρωτεΐνες ενώ το μη κωδικοποιητικό DNA μπορούν να υποστούν μεταγραφή, παράγοντας μη κωδικοποιητικά RNA όπως rRNA, tRNA και άλλα ρυθμιστικά RNA.

Το κωδικοποιητικό και το μη κωδικοποιητικό DNA είναι δύο κύριοι τύποι DNA που εμφανίζονται στο γονιδίωμα. Γενικά, οι πρωτεΐνες που κωδικοποιούνται από το κωδικοποιητικό DNA έχουν δομική, λειτουργική και ρυθμιστική σημασία στο κύτταρο ενώ τα μη κωδικοποιητικά RNA είναι σημαντικά για τον έλεγχο της γονιδιακής δραστηριότητας.

Βασικές περιοχές που καλύπτονται

1. Τι είναι το Κωδικοποιητικό DNA
– Ορισμός, Δομή, Συνάρτηση
2. Τι είναι το μη κωδικοποιούμενο DNA
– Ορισμός, Τύποι, Συνάρτηση
3. Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ του κωδικοποιητικού DNA και του μη κωδικοποιούμενου DNA
– Περίληψη κοινών χαρακτηριστικών
4. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ κωδικοποιητικού DNA και μη κωδικοποιούμενου DNA
– Σύγκριση βασικών διαφορών

Βασικοί όροι

Κωδικοποιητικό DNA, mRNA, μη κωδικοποιητικό DNA, ρυθμιστικά στοιχεία, rRNA, μεταγραφή, μετάφραση, tRNA

Τι είναι το Coding DNA

Το DNA κωδικοποίησης είναι ο τύπος DNA στο γονιδίωμα, που κωδικοποιεί γονίδια που κωδικοποιούν πρωτεΐνες. Είναι σημαντικό ότι αντιπροσωπεύει το 1% του ανθρώπινου γονιδιώματος. Στην πραγματικότητα, το κωδικοποιητικό DNA αποτελείται από την περιοχή κωδικοποίησης των γονιδίων που κωδικοποιούν πρωτεΐνες. με άλλα λόγια εξόνια. Επίσης, όλα τα εξόνια σε ένα γονίδιο που κωδικοποιεί πρωτεΐνη συλλογικά γνωστό ως κωδικεύουσα αλληλουχία ή CDS. Ωστόσο, στους ευκαρυώτες, η κωδικοποιητική περιοχή διακόπτεται από εσώνια. Εν τω μεταξύ, οι περιοχές κωδικοποίησης ξεκινούν από το κωδικόνιο έναρξης στο 5' άκρο και τελειώνουν με το κωδικόνιο λήξης στο 3' άκρο. Εκτός από το DNA, το RNA μπορεί επίσης να περιέχει κωδικοποιητικές περιοχές.

Εικόνα 1:Πρωτεϊνοσύνθεση

Επιπλέον, η περιοχή κωδικοποίησης ενός γονιδίου που κωδικοποιεί πρωτεΐνη υφίσταται μεταγραφή για να παραχθεί ένα mRNA. Στο mRNA, το 5' UTR και το 3' UTR πλαισιώνουν την περιοχή κωδικοποίησης. Επίσης, το CDS στο μεταγράφημα mRNA υφίσταται μετάφραση για να παραχθεί μια αλληλουχία αμινοξέων μιας λειτουργικής πρωτεΐνης. Επομένως, οι πρωτεΐνες είναι το γονιδιακό προϊόν του κωδικοποιητικού DNA. Για παράδειγμα, έχουν δομική, λειτουργική και ρυθμιστική σημασία στο κύτταρο.

Τι είναι το Noncoding DNA

Το μη κωδικοποιητικό DNA είναι ο άλλος τύπος DNA στο γονιδίωμα, που αντιπροσωπεύει το 99% του ανθρώπινου γονιδιώματος. Είναι σημαντικό ότι δεν κωδικοποιεί γονίδια που κωδικοποιούν πρωτεΐνες. Ως εκ τούτου, δεν παρέχει οδηγίες για τη σύνθεση πρωτεϊνών. Γενικά, οι τύποι μη κωδικοποιούντος DNA στο γονιδίωμα περιλαμβάνουν ρυθμιστικά στοιχεία, μη κωδικοποιητικά γονίδια RNA, ιντρόνια, ψευδογονίδια, επαναλαμβανόμενες αλληλουχίες και τελομερή.

Ρυθμιστικά στοιχεία

Η κύρια λειτουργία των ρυθμιστικών στοιχείων είναι να παρέχουν θέσεις για τη σύνδεση παραγόντων μεταγραφής για τη ρύθμιση της έκφρασης των γονιδίων. Συνήθως, υπάρχουν δύο τύποι ρυθμιστικών στοιχείων. cis-ρυθμιστικά στοιχεία και δια-ρυθμιστικά στοιχεία. Κανονικά, τα ρυθμιστικά στοιχεία cis εμφανίζονται κοντά στο γονίδιο που πρόκειται να ρυθμιστεί ενώ τα διαρυθμιστικά στοιχεία εμφανίζονται σε απόσταση από το γονίδιο που πρόκειται να ρυθμιστεί.

Εικόνα 2:Ρόλος των ρυθμιστικών στοιχείων

Επιπλέον, αυτά τα ρυθμιστικά στοιχεία περιλαμβάνουν προαγωγείς, ενισχυτές, σιγαστήρες και μονωτές. Γενικά, ο μηχανισμός πρωτεΐνης που είναι υπεύθυνος για τη μεταγραφή συνδέεται με τον προαγωγέα. Επίσης, οι μεταγραφικοί παράγοντες, που ενεργοποιούν την έκφραση γονιδίου συνδέονται με ενισχυτές ενώ αυτοί καταστέλλουν τη γονιδιακή έκφραση συνδέονται με σιγαστήρες. Από την άλλη πλευρά, οι ενισχυτές-αναστολείς, οι οποίοι εμποδίζουν τη δράση ενισχυτών και φραγμών, που εμποδίζουν τις δομικές αλλαγές, καταστέλλοντας την έκφραση των γονιδίων, συνδέονται με μονωτές.

Μη κωδικοποιητικά γονίδια RNA

Για παράδειγμα, τα μη κωδικοποιητικά γονίδια RNA είναι υπεύθυνα για τη σύνθεση μη κωδικοποιητικών RNA και όχι mRNA. Βασικά, υπάρχουν τρεις τύποι μη κωδικοποιημένων RNA. tRNA, rRNA και άλλα ρυθμιστικά RNA όπως τα miRNA.

Εικόνα 3:Μη κωδικοποιητικό RNA

Σημαντικά, η κύρια λειτουργία των μη κωδικοποιητικών RNA είναι να συμμετέχουν στη μετάφραση και στη ρύθμιση της γονιδιακής έκφρασης.

Εσώνια

Τα ιντρόνια εμφανίζονται διακόπτοντας την περιοχή κωδικοποίησης των γονιδίων που κωδικοποιούν πρωτεΐνες. Γενικά, αφαιρούνται μετά τη μεταγραφή με μάτισμα εξονίων για να ληφθεί μια αδιατάρακτη περιοχή κωδικοποίησης.

Ψευδογένεια

Ψευδογονίδια είναι τα γονίδια που έχασαν την ικανότητά τους να κωδικοποιούν πρωτεΐνες. Επίσης, προκύπτουν λόγω αναδρομικής μετάθεσης ή γονιδιωματικού διπλασιασμού λειτουργικών γονιδίων και γίνονται «γονιδιωματικά απολιθώματα».

Επαναλαμβανόμενες ακολουθίες

Οι επαναλαμβανόμενες αλληλουχίες περιλαμβάνουν τρανσποζόνια και ιογενή στοιχεία. Ωστόσο, είναι κινητά στοιχεία. Εδώ, τα τρανσποζόνια υφίστανται μεταφορά ως κινητά στοιχεία DNA, ενώ τα ιικά στοιχεία ή τα ρετροτρανσποζόνια κινούνται μέσω ενός μηχανισμού «αντιγραφής και επικόλλησης» μέσω της μεταγραφής.

Τελομερή

Τα τελομερή είναι επαναλαμβανόμενο DNA, το οποίο εμφανίζεται στο τέλος των χρωμοσωμάτων. Είναι υπεύθυνοι για την πρόληψη της χρωμοσωμικής αλλοίωσης κατά την αντιγραφή του DNA.

Similarities Between Coding DNA and Noncoding DNA

Το κωδικοποιητικό DNA και το μη κωδικοποιητικό DNA είναι τα δύο τύπους DNA, που εμφανίζονται στο γονιδίωμα.
Τα χρωμοσώματα περιέχουν και τους δύο τύπους DNA.
Τα γονίδια εμφανίζονται και στους δύο τύπους DNA.
Και οι δύο τύποι DNA μπορούν να υποβληθούν σε μεταγραφή σε παράγουν RNA.
Έχουν μια λειτουργία στη σύνθεση πρωτεϊνών.

Διαφορά μεταξύ κωδικοποίησης DNA και μη κωδικοποιούμενου DNA

Ορισμός

Το κωδικοποιητικό DNA αναφέρεται στο DNA του γονιδιώματος, που περιέχει γονίδια που κωδικοποιούν πρωτεΐνες, ενώ το μη κωδικοποιητικό DNA αναφέρεται στον άλλο τύπο DNA, που δεν κωδικοποιεί πρωτεΐνες.

Ποσοστό στο γονιδίωμα

Το κωδικοποιητικό DNA αντιπροσωπεύει μόνο το 1% του ανθρώπινου γονιδιώματος ενώ το μη κωδικοποιητικό DNA το 99% του ανθρώπινου γονιδιώματος.

Στοιχεία

Το κωδικοποιητικό DNA αποτελείται από εξόνια, ενώ το μη κωδικοποιητικό DNA από ρυθμιστικά στοιχεία, μη κωδικοποιητικά γονίδια RNA, ιντρόνια, ψευδογονίδια, επαναλαμβανόμενες αλληλουχίες και τελομερή.

Κωδικοποίηση για πρωτεΐνες

Το κωδικοποιητικό DNA κωδικοποιεί πρωτεΐνες ενώ το μη κωδικοποιητικό DNA δεν κωδικοποιεί πρωτεΐνες.

Αποτελέσματα μεταγραφής

Το κωδικοποιητικό DNA υφίσταται μεταγραφή για τη σύνθεση mRNA ενώ το μη κωδικοποιητικό DNA υφίσταται μεταγραφή για τη σύνθεση tRNA, rRNA και άλλων ρυθμιστικών RNA.

Η λειτουργία των γονιδιακών προϊόντων

Οι πρωτεΐνες που κωδικοποιούνται από το κωδικοποιητικό DNA έχουν δομική, λειτουργική και ρυθμιστική σημασία στο κύτταρο ενώ το μη κωδικοποιητικό DNA είναι σημαντικό για τον έλεγχο της γονιδιακής δραστηριότητας.

Συμπέρασμα

Το DNA κωδικοποίησης είναι ο τύπος DNA στο γονιδίωμα, που κωδικοποιεί γονίδια που κωδικοποιούν πρωτεΐνες. Γενικά, αυτά τα γονίδια υφίστανται μεταγραφή για να συνθέσουν mRNA. Στους ευκαρυώτες, η κωδικοποιητική περιοχή των γονιδίων που κωδικοποιούν πρωτεΐνες διακόπτεται από ιντρόνια, τα οποία αφαιρούνται μετά τη μεταγραφή. Ωστόσο, τα mRNA υφίστανται μετάφραση για να παράγουν πρωτεΐνες. Είναι σημαντικό ότι οι πρωτεΐνες διαδραματίζουν βασικό ρόλο στο κύτταρο λειτουργώντας ως δομικά, λειτουργικά και ρυθμιστικά συστατικά του κυττάρου. Αντίθετα, το μη κωδικοποιητικό DNA είναι ένας άλλος τύπος DNA, που αντιπροσωπεύει περίπου το 99% του γονιδιώματος. Ωστόσο, περιέχει γονίδια για μη κωδικοποιητικά RNA, συμπεριλαμβανομένων των tRNA, rRNAs και άλλων ρυθμιστικών RNA, τα οποία είναι σημαντικά στη μετάφραση του mRNA. Επιπλέον, το μη κωδικοποιητικό DNA περιλαμβάνει ρυθμιστικά στοιχεία, εσώνια, ψευδογονίδια, επαναλαμβανόμενες αλληλουχίες και τελομερή. Επομένως, η κύρια διαφορά μεταξύ του κωδικοποιητικού DNA και του μη κωδικοποιητικού DNA είναι ο τύπος των γονιδίων που υπάρχουν και τα γονιδιακά τους προϊόντα.

Αναφορές:

1. «Τι είναι το μη κωδικοποιητικό DNA; – Genetics Home Reference – NIH.” Η.Π.Α. Εθνική Βιβλιοθήκη Ιατρικής , Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας, Διαθέσιμο εδώ.

Εικόνα Ευγενική προσφορά:

1. «Γονιδιακή δομή ευκαρυωτικού 2 σχολιάστηκε» Από Thomas Shafee – Shafee T, Lowe R (2017). «Δομή ευκαρυωτικών και προκαρυωτικών γονιδίων». WikiJournal of Medicine 4 (1). DOI:10.15347/wjm/2017.002. ISSN 20024436. (CC BY 4.0) μέσω Commons Wikimedia
2. «Μηχανισμός κουτιού TATA» Από Luttysar – Δικό έργο (CC BY-SA 4.0) μέσω Commons Wikimedia
3. «DNA σε πρωτεΐνη ή ncRNA» Του Thomas Shafee – Δική μου εργασία (CC BY 4.0) μέσω Commons Wikimedia