لقد استخدم الباحثون تقنيات متنوعة تمكنوا من خلالها تحديد حجم الجين. هناك طريقة مباشرة تتلخص ببساطة بتقسيم عدد النيوكليوتيدات في الكروموسوم على عدد الجينات المعروف بوجودها في الكائن. وهنالك طريقة أخرى غير مباشرة والتي تتم باستخدام الخرائط الوراثية (genetic mapping) وتكرار عملية التعابر الوراثي ( crossing over frequency). تعتمد هذه الطريقة على افتراض أن تكرارات التعابر تكون مساوية تقريباً للكروموسوم كاملاً. إن المشكلة هي أن تردد التعابر الوراثي يمكن أن يفسر بتلك المسافة الواقعة بين الجينات قيد الدراسة هو أكبر من حدوث تلك الحالة، لأنه كلما تباعدت الجينات عن بعضها البعض كلما ازداد احتمال حدوث التعابر الوراثي بينها. ومن ناحية أخرى ربما تكون المسافة بين الجينات التي تبدي مستوى واطئ من التعابر الوراثي أصغر مما هو عليه الحال من مسافتها الحقيقية من بعضها البعض. أن معدل التعابر الواطئ بين الجينات ذات المسافة القصير بين بعضها البعض يحدث لأسباب غير معروفة. وبالتالي، فإن تقديرات حجم الجين وأعداد الجينات ربما تكون أكبر أو أصغر من حقيقتها وعموما، بينت نتائج قياس حجم الجينات بأن معدل ما يحتوي الجين الموجود في بدائية النواة هو من 900 إلى 1500 زوج قاعدي. أما معدل ما يحتوي جين حقيقية النواة من أزواج قاعدية فمن الصعوبة تحديد ذلك، ولكن، وجد بأنه عادة ما يكون حجم الجينات المكتشفة في حقيقية النواة هو مئات الآلاف من الأزواج القاعدية وكما هو متوقع، توجد هنالك علاقة بين تعقيد الكائن الحي وعدد الجينات في جينومها وعلى سبيل المثال، يتنوع عدد الجينات بين الكائنات بدائية النواة والكائنات حقيقية النواة من أقل من 500 جين للبكتريا البسيطة إلى حوالي 30,000 جين في البشر.

على الرغم من أن ازدياد حجم الجين هو دليل واضح على ازدياد المعلومات الوراثية فيه، ولكن هذا لا يعني أن صغر حجم الجين يعني بالضرورة قلة المعلومات الوراثية المخزونة فيه. ففي العديد من فايروسات الـ DNA الصغيرة جداً، كما في ФX174 والتي يحتاج فيها الفايروس ФX174 إلى 11 بروتين والتي يبلغ مجموع أحماضها الأمينية 2300 حامض أميني. وبما أن كل حامض أميني قد تم تشفيره من قبل ثلاث نيوكليوتيدات، فان طول  ФX174 DNA يجب أن يكون على الأقل 9600 نيوكليوتيدة هذا بصرف النظر عن التسلسل البادئ والتسلسل الموقف وما شابهها.

حلت هذه الكائنات الدقيقة تلك المشكلة وذلك من خلال تطوير ما يعرف بالجينات المتداخلة. يشير الشكل (1) إلى الخارطة الوراثية للفايروس ФX174وفيها تتضح صفة التداخل بشكل جلي. ويتضح من هذا الشكل بأن التسلسلات النيوكليوتيدية في بعض الجينات تندرج بشكل كامل ضمن تسلسلات جينات أخرى. لاحظ على سبيل المثال أن الجين B يقع ضمن تسلسل الجين A، بينما يقع الجين E ضمن الجين D. تسمح هذه الإستراتيجية باحتواء كمية كبيرة من المعلومات ضمن طول محدد للـ DNA وهذا الذي يسمح في هذه الحالة لكل جين بأن يقع ضمن طول مميز للجينوم. وبمعنى آخر، تحتاج الجينات المتجاورة إلى كمية DNA أكثر من تلك التي تحتاجها الجينات المتداخلة.

    شكل (1) خارطة الجينات التسع للعاثي ФX174. لاحظ ان الجين B يقع كليا ضمن الجين A بينما يقع الجين E كلياً ضمن الجين D( تصميم المؤلف )

يوجد ضمن الجينات المتداخلة معلومات متداخلة أيضاً، ولكن كل جين سواء أكان متداخلا أم لا يمتلك نقطة بدايته الخاصة به وعلى الرغم من أهمية نظام التداخل في اختزال كمية الـ DNA المطلوبة للتشفير عن الجينات إلا أن هنالك بعض المشاكل التي تعتري هذا النظام، وتتمثل بالطفرة التي تحدث في منطقة التداخل والتي يمكن أن تؤثر ليس فقط على جين واحد وإنما جينين اثنين معاً وبالتالي سيتضرر بروتينين من طفرة واحدة في هذا النظام بدلا من بروتين واحد. إذن للطفرة خطر مضاعف على الجينات المتداخلة مقارنة بنظيراتها الغير متداخلة.

مواضيع ذات صلة

Use of Transgenic and Knockout/Knockin Organisms to Model Gene Function

The Polymerase Chain Reaction

الإضعاف :التوقف المبكر للاستنساخ (Attenuation: the premature termination of transcription)

كابح التربتوفان tryptophan repressor

Gel Electrophoresis Assay of Eukaryotic Replication Origins

Constancy of the E. coli DNA Elongation Rate

Bidirectional Replication from E. coli Origins

أوبرون اللاكتوز lac operon

اكتشاف الأوبرون

مثبطات تخليق البروتين .... وسيلة للعلاج

تحوير سلاسل الأحماض الأمينية الجانبية للبروتين (Amino acids side chains modifications)

تحوير التركيب البروتيني ثلاثي الأبعاد (Three dimensional structure modifications)