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在DNA序列中從來不表達的基因在做什麼?


有意思的問題,處女答。

其實一個生物的基因組上的DNA或RNA(沒錯,有些生物的基因組是RNA,比如常見的流感病毒)序列可以根據功能不同分成兩類:

1、基因

2、非基因序列

好像很廢話……

非基因序列不會被轉錄成RNA(也就是不表達),它們在基因組裡主要起調控作用,例如各種啟動子、增強子之類。有時非基因序列也有其它的特殊功能,比如端粒序列起保護作用,中心粒附近的序列要和有絲分裂過程中的一些蛋白質結合。還有一些非基因序列也可能(只是可能……我們也不確定……科學太不發達了沒辦法)是沒用的,這種序列多半是染色體突變或者某些病毒感染造成的既無好處也無壞處的「後遺症」,其中包括假基因。還有一大堆我們覺得它應該有用,但是不知道到底有啥用的序列,比如微衛星序列之類的……

剩下來的,基因,這些序列總歸是在某些情況下會被轉錄成RNA(也就是表達)的。基因又可以分成兩類:

1.1編碼基因

1.2非編碼基因

編碼基因轉錄出來的RNA(在加工成熟以後)叫mRNA,這些mRNA會被翻譯成多肽或是蛋白質,這些多肽/蛋白質會行使特定的生物學功能。非編碼基因轉錄出來的RNA不會被翻譯,這些RNA分子們會直接行使特定的生物學功能,比如構建核糖體(rRNA)、轉運氨基酸殘基用於多肽/蛋白質的合成(tRNA)、參與其它基因表達的調控(microRNA和一些長鏈非編碼RNA)等。

當我們說一個基因的序列的時候,狹義的僅指它會被轉錄的那部分序列,廣義的則包括了它上下游的一些核心調控序列比如核心啟動子、終止子等。接下來我們按狹義的說法討論。

真核生物的編碼基因序列常常可以分成兩個部分:

1)外顯子

2)內含子

內含子在RNA剪接這個過程中會被去掉,在成熟的mRNA里不存在,因此也就不會被翻譯。許多內含子序列是無功能的,但有些內含子本身有調控功能甚至有酶活性,例如核酶。而外顯子在剪接之後連成一整段,並被翻譯成對應的多肽/蛋白質。成熟的真核生物mRNA上一般包括5帽子、5不翻譯區、編碼區、3不翻譯區、多聚脫氧腺苷尾巴這麼幾個部分,其中只有編碼區會被翻譯。

真核生物的部分非編碼基因轉錄得到的RNA也會接受加帽、剪接、加尾的過程從而成熟。

------------------------我是不知道幹嘛的分割線-----------------------

解釋了這麼多,主要就是想告訴題主和前幾位答題者,基因的表達與否和基因組上某一段序列會不會被翻譯成蛋白質是兩個概念……

如果題主想問的是「不被翻譯的那些基因組序列是幹嘛的?」,前面我已經簡單回答了。

如果題主的問題是「那些暫時不表達的基因們在幹嘛?」——

答案就是一句話:

現在不是它們該表達的場合,它們在等著被在適當的情況下表達。


從來不表達的序列在基因組中的確是存在。比如一些異染色質上的序列,往往會被摺疊成染色體的骨架。很多人提到的所謂JunkDNA不是JUNK,是現在的理論。但是在實際操作中,在我們自己做實驗時,對基因的研究來講,比較多的是直接看ORF,或是一些shRNA及lncRNA。

而這個問題的本質是對基因如何定義,對表達如何定義?

DNA不一定是要轉成RNA才起作用,本身DNA會發生修飾從而與不同的蛋白質有相互作用,對一條鏈上的DNA是不是轉錄會有調節,那這種情況下的DNA修飾是不是表達的一種。

基因的產物除了有蛋白質,還有各種各樣的RNA(不翻譯成蛋白質的),,那麼什麼基因的呢?基因定義成可以產生功能性物質的DNA片段行不行?


當年人類基因組計劃完成之初,令科學家意外的是,人類基因組的基因數目原低於之前的估計,因為人類在自然界中進化上是最高等的嘛,所以大家會設想人類既然人類有這麼多複雜的性狀需要控制,那麼人類可能會有相當多的基因,結果是,經過預測基因組只有約3%是表達的,另外的接近97%也因此被稱為"垃圾DNA"。

隨著研究的深入,我們發現生命遠比我們想像的智慧和複雜。研究發現,那97%的DNA儘管可能沒有表達為蛋白質,卻隨著其他DNA一起轉錄成了RNA。這就是近十幾年來RNA家族的研究大熱的一個背景。

如今對RNA種類和作用認識的深化都得益於此。RNA不僅包括我們在中學課本上認識的mRNA tRNA rRNA,還有sRNA LncRNA,他們不編碼蛋白質,卻調控著特定基因的表達。

還要提到的是,有的DNA甚至可能都不帶轉錄的,但他照樣對於形狀的決定舉足輕重。這又是為何呢?這就涉及另外一個大熱的研究領域:表關遺傳學(epigenomics)。簡言之,就是有的性狀改變是不依賴DNA序列改變的,而且神奇的是這種改變也是可以遺傳的,這主要通過DNA甲基化 組蛋白乙醯化等方式,改變特定基因的轉錄活性來發揮作用。

總之,生命很奇妙,是不會浪費資源的


基因的定義是有遺傳效應的DNA片段,是控制生物體的性狀的基本單位。基因包括兩大類,一類是具有編碼能力的基因,稱之為「結構基因」,結構基因由內含子和外顯子構成,內含子和外顯子都會被轉錄,但是經過轉錄後修飾,只有外顯子所編碼氨基酸序列會被表達出來;一類是不具有編碼能力的基因,稱之為「非結構基因」,這一部分基因位於靠近對應結構基因的上下游,主要作用是調控結構基因的表達,包括啟動子、增強子、沉默子等。

綜上,不表達的基因序列包括內含子、非結構基因:

1.就我所理解的(可能不全面),內含子的作用主要包括兩方面,首先是由於內含子的序列長度很長,比外顯子占基因組的比例更大,所以累積了更多的突變,由於內含子的存在,相對降低了外顯子突變的頻率,」稀釋「了突變對生物表型的影響,這對於生物進化和基因組穩定性具有重要作用;其次,即使是一個基因,其表達產物也可能不完全相同,這個主要是由於可變剪接造成的,也就是在轉錄後修飾過程中,被保留下的mRNA片段可能不是嚴格一致的,也就是說,內含子的概念本身具有相對性,它在一定情況下扮演了」外顯子預備役「的角色,這種情況生物學上稱之為」transcriptional variant「,不同的transcriptional variant翻譯生成的蛋白在生物學功能上還是有差異的,這對於增加生物表型的多樣性具有一定意義。

2.非結構基因如上述,主要就是調控對應結構基因的表達,角色類似於門上的鎖,而一些轉錄因子和構成轉錄複合體的蛋白則像是鑰匙。在轉錄調控分子的影響下,非結構基因可以使得結構基因表達增強、減弱、沉默等等。

3.另外DNA序列中還有相當重要的不編碼蛋白的序列,即「non-coding DNA」,它們雖然不能通過轉錄翻譯的過程表達蛋白,但是能夠通過轉錄出具有功能活性的RNA發光發熱。如microRNA,lncRNA等,前者分子量較小,後者分子量較大,對於這些分子的研究尚不透徹,但是已經有研究證實,他們在調控機體發育、疾病發生中扮演了重要角色;又如rRNA,是構成核糖體的重要成分;又如tRNA,它是在mRNA翻譯過程中運送氨基酸的載體。

基因組的構成和功能太過複雜,上面僅僅是簡單的概述,還需更多網友補充。

PS:對這種問題,從分子生物學、遺傳學、細胞生物學、基因組學等課本上找出任何一本,都能得到詳盡的答覆。如果題主想了解更全面更專業的知識,建議去查找專業課本。


看了很多所有答案,大部分都在說那些DNA的作用可能人類暫時還未發現,比如可能是用來調控的,可能是被注釋掉的代碼,說不能某天一個goto語句變異,就又有用了。

但還有另一種可能:這些DNA對機體並沒有什麼卵用,但它們可以確保自己被複制。就這樣,它們生存了下來。

畢竟,自私的是基因,人類只是基因的戰車。樓上的所有回答會不會顯得太人類中心制了。


計算機學渣表示那些不表達的基因是操作系統和系統固件和驅動,表達的基因是遊戲客戶端。所以你打遊戲的時候感覺不到他們的存在。


我想到了藥片里除了有效成分之外還加點澱粉


注釋掉的代碼。。但是如果發生變異,可能重新得到執行


看到了一種有意思的觀點:那些代碼不是注釋掉的,是被編譯開關暫時disable的,一旦環境劇變,就會修改環境變數重新編譯。

《死亡起源》:

全看 第16頁 :【原創】死亡起源 The Origin of Death -- 西西河


人類在億萬年中感染的病毒。


恰好最近lnon rna有點火 老師也在做所以接觸了下

一般認為這個未編碼rna是調控附近蛋白質功能的 但蛋白質是空間結構的所以空間上近的也會受調控這是基於位置的功能注釋

還有一種go 注釋 建立共表達網路來推測功能的。

生物這些坑還是算了吧

你看隔壁計算機各種發揚於生物的演算法多麼高大上


調控嘛。


一個項目有多少代碼沒用到啊。。。。。


只有它自己知道


等著看有沒有機會表達一下


能不能理解成:食品包裝袋不能吃,起什麼作用呢?


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