عملية فصل الجينات

مواقع الشفر المتقطعة (فصل الجينات ) وعلاقته بالتغير التدريجى للأفضل :

من المعروف الآن أن مواقع اللغو Introns توجد فى معظم جينات الخلايا مميزة النواة Eukaryotes ولكنها لا توجد فى جينات الخلايا غير مميزة النواة Prokaryotes كما أنها لا توجد أيضا فى الميتوكوندريا أو فى الكلوروبلاست . والسؤل الأن كيف يقوم هذا النظام الوراثى المحتوى على مواقع شفر متقطعة بعملية التغير التدريجى للأفضل ؟ فمن الواضح أن حوالى 75% من m RNA المنسوخ الأصلى من على DNA يتم نزعه والباقى وهو 25% فقط هى المعلومة التى سوف تترجم إلى أحماض أمينية . والإجابة هنا يمكن أن تأتى عن فكرة أنه بالرغم من أن البروتينات يتم تخليقها كخط متصل ( أو سلسلة متصلة ) من الأحماض الأمينية المتعاقبة إلا أنها فى الحقيقة Modular أى تحتوى على عدة مواقع وظيفية مختلفة يطلق عليها Domains ومثالا لذلك فالموقع النشط Active site للإنزيم يحتوى على One domain . وممكن وجود Domain آخر مختلف يهئ الإنزيم للارتباط بأحد  التراكيب الخلوية الخاصة .

 وفى عام 1980م أوضح العالم ولتر جليوت بجامعة هارفارد أن الـ Exons عبارة عن  تعاقب نيوكليوتيدى يشفر إلى مختلف البروتينات التركيبية والوظيفية Functional protein domains والآن أصبح هذا المفهوم سليم جزئيا فقط حيث وجد من تحليل DNA والأحماض الأمينية لعدد من جينات الخلايا مميزة النواة أن معظم الـ Exons  قصيرة جدا بالدرجة التى لا تستطيع معها أن تشفر إلى Protein domain   وبالتالى فالذى يحدث أن جزءاً كبيراً من عدد من الـ Exons هو الذى يشفر إلى Protein domain .

بالإضافة إلى ذلك فقد أقترح العالم جليوت نظرية مفادها أنه يمكن تخليق بروتينات جديدة بوظائف جديدة بسرعة عن طريق الاتحادات الجديدة ( أو إعادة الإتحاد Recombination ) لمواقع الشفر Exons والتى يمكن أن تنتج من إعادة الإتحاد الجينى Genetic Recombination داخل مواقع اللغو Intron regions للجينات أى يمكن تخليق موقع شفر Exon من إعادة إتحاد مواقع لغو  Introns. وأصبحت هذه النظرية تعرف الآن بنظرية Evolution by exon shuffling .

الجين A Gene :  

الجين يعرف على أنه الوحدة الوظيفية A functional unit ومنذ فترة من الزمن كان الجين Gene يعرف على أنه تعاقب نيوكليوتيدى يشفر إلى سلسلة عديد ببتيد واحدة Ploypeptide chain . ولكن الآن ومن خلال عديد من الدراسات اتضح لنا أن بعض الجينات تنتج جزيئات RNA مثل  r-RNA and t-RNA   بينما بعض الجينات الأخرى تشفر إلى مكون RNA الذى يستخدم لتعديل جزئ m-RNA المتخصص . كما أن الدراسات على الخلايا مميزة النواة أثبتت أن الجين المفرد يمكن أن يكون قادراً على إنتاج أكثر من سلسلة عديد ببتيد وذلك عن طريق تعديلات تجرى على m-RNA أثناء عملية إنضاجه Maturation إلى Mature m RNA ، أى يمكن للجين الواحد إنتاج أكثر من نوع من البروتينات . وبالتالى فالآن يمكن تعريف الجين على أساس منتجات هذا الجين . حيث يمكن تعريف الجين على أنه يتضمن تعاقب نيوكليوتيدى منسوخ A transcribed neucleotide sequence بالإضافة إلى تعاقبات تشترك معه من أجل تنظيم عملية نسخه . والتى من شأنها إنتاج منتج له خاصية وظيفية خلوية Specific celluler function .