DNA غیر کد کننده چیست؟

تنها یک درصد از DNA از ژن‌های کد کننده پروتئین ساخته شده است؛ و 99 درصدِ دیگر غیر کد کننده است. DNA غیر کد کننده دستورالعملی برای ساخت پروتئین‌ها ندارد. دانشمندان تصور می‌کردند که DNA غیر کد کننده «بدرد نخور» و بی فایده است. اما مشخص شد که حداقل برخی از آنها در عملکرد‌های سلول به ویژه کنترل فعالیت ژن‌ها دست دارند. برای مثال DNA غیر کدکننده حاوی توالی‌هایی است که به عنوان عناصر تنظیم یعنی تعیین اینکه چه زمانی و کجا ژن‌ها خاموش و روشن شوند عمل می‌کند. چنین عناصری جایگاه‌هایی برای اتصال (باند شدن) پروتئین‌های خاص (که آنها را فاکتور رونویسی می‌گوئیم) دارند و فرایندی را که توسط آن اطلاعات از ژن تبدل به پروتئین می‌شود (رونویسی) فعال یا مهار می‌کنند. DNA غیر کد کننده حاوی انواع زیادی از عناصر تنظیمی هستند:    

• پروموتر‌ها فراهم کننده جایگاه‌های اتصالی برای پروتئین‌هایی است که رونویسی را انجام می‌دهند. پروموتر‌ها معمولا در ابتدای ژن روی رشته DNA یافت می‌شوند.
• تقویت کننده (تشدیدگر‌ها)، جایگاه‌ اتصالی برای پروتئین‌هایی که به فعال سازی رونویسی کمک می‌کنند فراهم می‌کند. تقویت کننده‌ها روی رشته DNA قبل و بعد از ژنی که آن را کنترل می‌کنند یافت می‌شود، اما گاهی بسیار دور از آن هستند.
• خاموش گر‌ها جایگاه اتصالی را برای پروتئین‌هایی مهار کننده رونویسی  فراهم می‌کنند. خاموش گر‌ها نیز مانند تقویت کنندها قبل و بعد از ژنِ تحت کنترلشان یافت می‌شوند و می‌توانند در مسافت‌های دور از آن روی رشته DNA قرار بگیرند.
• جداگر‌ها جایگاه‌های اتصالی را برای پروتئین‌هایی که رونویسی را به شیوه‌های متعدد کنترل می‌کنند فراهم می‌ سازد. برخی جداگرها مانعِ کمک تشدیدگر‌ها به رونویسی (جداگر‌های بلوک کننده تشدیدگر‌ها) می‌شوند. برخی جداگر‌ها از تغییرات ساختاری DNA که فعالیت ژن را مهار می‌کند (جداگر‌های سد کننده) جلوگیری می‌کنند. برخی جداگر‌ها می‌توانند هم به صورت بلوک کننده‌ی تشدید گر و هم به عنوان یک سد عمل کنند.  

سایر مناطق حاوی DNA غیر کدکننده دستورالعمل‌هایی را برای تشکیل انواع خاصی از مولکول‌های RNA فراهم می‌کند. RNA یک خویشاوند شیمیایی DNA است. مثال‌هایی از مولکول‌های تخصص یافته RAN که از DNA غیر کد کننده تولید می‌شود شامل RNA انتقال دهنده (tRNA)  و RNA ریبوزومی (rRNA) است که به مونتاژ بلوک‌های ساختمان پروتئینی RNA که تولید پروتئین را پردازش می‌کنند کمک می‌کنند؛ و RNA‌های غیر کد کننده طولانی (lncRNA)، RNA‌های بلندتری هستند که در تنظیم فعالیت ژن نقش‌های گوناگونی دارند.  

برخی عناصر ساختاری کروموزوم‌ها نیز بخشی از DNA غیر کد کننده هستند. برای مثال، توالی‌های DNA غیرکدکننده تکراری در انتهای کروموزوم‌ها تلومر را می‌سازد. تلومر مانع تجزیه انتهای کروموزوم حین همانند سازی مواد ژنتیکی می‌شود. توالی‌های DNA غیرکدکننده‌ی تکراری همچنین DNA ماهواره را شکل می‌دهند، که بخشی از عناصر ساختاری دیگر محسوب می‌شوند. DNA ماهواره پایه سنترومر است که نقطه فشردگی جفت کروموزوم X مانند است. DNA ماهواره همچنین هتروکروماتین را که DNA به شدت متراکم و مهمی برای فعالیت کنترل ژن و حفظ ساختار کروموزوم‌ها است تشکیل می‌دهد.برخی مناطق DNA غیر کد کننده، که آن را اینترون می‌نامیم، درون ژن‌های کد کننده پروتئین واقع شده اند اما قبل از ساخت پروتئین حذف می‌شوند. عناصر تنظیمی نظیر تشدیدگر‌ها می‌توانند در اینترون‌ها واقع شوند. سایر مناطق غیر کدکننده بین ژن‌ها یافت شده و به عنوان مناطق بین ژنی شناخته شده اند.   

هویت عناصر تنظیمی و سایر مناطق عملکردی در DNA غیر کدکننده کاملا شناخته نشده است. محققان برای درک موقعیت و نقش این اجزای ژنتیکی در حال بررسی هستند.