¿Cómo puede haber una correspondencia biunívoca entre el ARN y los genes?

Por lo que sé, múltiples hebras de ADN forman un gen, entonces, ¿cómo puede haber solo un ARN correspondiente a cada gen y viceversa? ¿Mi conocimiento es incorrecto?

¿Cómo estás definiendo "gen"?
¿Por hebras múltiples te refieres a dos hebras de ADN? Por lo que he entendido de su pregunta, parece preguntar cómo se puede formar un solo ARN cuando un gen es un fragmento de un ADN (ds ADN). ¿no es así?
No, quiero decir, ¿una combinación de moléculas de ADN no forma un gen?
No. Cada gen está en una sola molécula de ADN.

Respuestas (2)

Muy pocas cosas son tan claras en biología. Hay tres cosas principales a considerar aquí.

1. Gen a ARN

La mayoría de los genes eucarióticos están empalmados . Este es básicamente un proceso mediante el cual un solo gen se puede transcribir en múltiples ARNm diferentes, cada uno de los cuales se traducirá a una proteína diferente.

Por lo tanto, por lo general (algunos genes no se empalman) no existe una correspondencia uno a uno entre un gen y los ARNm que puede producir.

2. ARN a gen

El siguiente problema es que algunos genes existen en múltiples copias similares en el genoma. Para tales genes, no siempre es posible saber cuál de los duplicados se leyó realmente para producir un ARNm dado.

Por lo tanto, no siempre existe una correspondencia biunívoca directa entre un ARNm y el gen del que se transcribió. Sin embargo, esto es mucho menos común que el problema de empalme mencionado anteriormente y, en la mayoría de los casos, puede ignorarse.

3. Cada gen está solo en una sola hebra

Cada gen está solo en una sola hebra de ADN. Sí, el ADN es de doble cadena, pero cada gen reside en solo una de las dos cadenas (la otra cadena será el complemento inverso del gen).

A pesar de los puntos mencionados anteriormente, por lo general es posible mapear una molécula de ARNm al gen que la produjo. En el caso de genes duplicados, solo obtendrá múltiples resultados. Los programas que existen para hacer este tipo de análisis pueden manejar principalmente el empalme. Entonces, por ejemplo, si tiene la secuencia del cromosoma humano 21 y la secuencia de ARNm del gen ERG, puede hacer (en un sistema * nix con exonerateinstalado):

exonerate -m coding2genome -t chr21.fasta -q dscam.fasta > out

Que producirá:

Command line: [exonerate -m est2genome -n 1 -t chr21.fasta -q erg.fasta]
Hostname: [oregano]

C4 Alignment:
------------
         Query: gi|609878487|ref|NM_001291391.1| Homo sapiens ERG, ETS transcription factor (ERG), transcript variant 8, mRNA
        Target: gi|528476536|ref|NC_018932.2| Homo sapiens chromosome 21, alternate assembly CHM1_1.1, whole genome shotgun sequence:[revcomp]
         Model: est2genome
     Raw score: 7669
   Query range: 0 -> 1546
  Target range: 39594417 -> 39332536

        1 : GTTTTCACTTGGTCGGAATGGGGAGAGTGTGCAAGAGATCGCTGCGGGACAGGT :       54
            ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 39594417 : GTTTTCACTTGGTCGGAATGGGGAGAGTGTGCAAGAGATCGCTGCGGGACAGGT : 39594364

       55 : TCCTAGAGATCGCTCCGGGACGGTCGTGACGGCCCCCGAGGGACATGAGAGAAG :      108
            ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 39594363 : TCCTAGAGATCGCTCCGGGACGGTCGTGACGGCCCCCGAGGGACATGAGAGAAG : 39594310

      109 : AGGAGCGGCGCTCAG  >>>> Target Intron 1 >>>>  GTTATTCCAG :      133
            |||||||||||||||++         76685 bp        ++||||||||||
 39594309 : AGGAGCGGCGCTCAGgt.........................agGTTATTCCAG : 39517600

      134 : GATCTTTGGAGACCCGAGGAAAGCCGTGTTGACCAAAAGCAAGACAAATGACTC :      187
            ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 39517599 : GATCTTTGGAGACCCGAGGAAAGCCGTGTTGACCAAAAGCAAGACAAATGACTC : 39517546

      188 : ACAGAGAAAAAAGATGGCAGAACCAAGGGCAACTAAAG  >>>> Target In :      226
            ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||++         9093 
 39517545 : ACAGAGAAAAAAGATGGCAGAACCAAGGGCAACTAAAGgt.............. : 39517505

      227 : tron 2 >>>>  CCGTCAGGTTCTGAACAGCTGGTAGATGGGCTGGCTTACTG :      266
            bp         ++|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 39517504 : ...........agCCGTCAGGTTCTGAACAGCTGGTAGATGGGCTGGCTTACTG : 39508374

      267 : AAGGACATGATTCAGACTGTCCCGGACCCAGCAGCTCATATCAAG  >>>> Ta :      312
            |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||++       
 39508373 : AAGGACATGATTCAGACTGTCCCGGACCCAGCAGCTCATATCAAGgt....... : 39508326

      313 : rget Intron 3 >>>>  GAAGCCTTATCAGTTGTGAGTGAGGACCAGTCGT :      345
             130340 bp        ++||||||||||||||||||||||||||||||||||
 39508325 : ..................agGAAGCCTTATCAGTTGTGAGTGAGGACCAGTCGT : 39377955

      346 : TGTTTGAGTGTGCCTACGGAACGCCACACCTGGCTAAGACAGAGATGACCGCGT :      399
            ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 39377954 : TGTTTGAGTGTGCCTACGGAACGCCACACCTGGCTAAGACAGAGATGACCGCGT : 39377901

      400 : CCTCCTCCAGCGACTATGGACAGACTTCCAAGATGAGCCCACGCGTCCCTCAGC :      453
            ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 39377900 : CCTCCTCCAGCGACTATGGACAGACTTCCAAGATGAGCCCACGCGTCCCTCAGC : 39377847

      454 : AGGATTGGCTGTCTCAACCCCCAGCCAGGGTCACCATCAAAATGGAATGTAACC :      507
            ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 39377846 : AGGATTGGCTGTCTCAACCCCCAGCCAGGGTCACCATCAAAATGGAATGTAACC : 39377793

      508 : CTAGCCAGGTGAATGGCTCAAG  >>>> Target Intron 4 >>>>  GAA :      532
            ||||||||||||||||||||||++         21741 bp        ++|||
 39377792 : CTAGCCAGGTGAATGGCTCAAGgt.........................agGAA : 39356027

      533 : CTCTCCTGATGAATGCAGTGTGGCCAAAGGCGGGAAGATGGTGGGCAGCCCAGA :      586
            ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 39356026 : CTCTCCTGATGAATGCAGTGTGGCCAAAGGCGGGAAGATGGTGGGCAGCCCAGA : 39355973

      587 : CACCGTTGGGATGAACTACGGCAGCTACATGGAGGAGAAGCACATGCCACCCCC :      640
            ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 39355972 : CACCGTTGGGATGAACTACGGCAGCTACATGGAGGAGAAGCACATGCCACCCCC : 39355919

      641 : AAACATGACCACGAACGAGCGCAGAGTTATCGTGCCAGCAG  >>>> Target :      682
            |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||++         19
 39355918 : AAACATGACCACGAACGAGCGCAGAGTTATCGTGCCAGCAGgt........... : 39355875

      683 :  Intron 5 >>>>  ATCCTACGCTATGGAGTACAGACCATGTGCGGCAGTGG :      719
            698 bp        ++||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 39355874 : ..............agATCCTACGCTATGGAGTACAGACCATGTGCGGCAGTGG : 39336142

      720 : CTGGAGTGGGCGGTGAAAGAATATGGCCTTCCAGACGTCAACATCTTGTTATTC :      773
            ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 39336141 : CTGGAGTGGGCGGTGAAAGAATATGGCCTTCCAGACGTCAACATCTTGTTATTC : 39336088

      774 : CAGAACATCGATGGGAAGGAACTGTGCAAGATGACCAAGGACGACTTCCAGAGG :      827
            ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 39336087 : CAGAACATCGATGGGAAGGAACTGTGCAAGATGACCAAGGACGACTTCCAGAGG : 39336034

      828 : CTCACCCCCAGCTACAACGCCGACATCCTTCTCTCACATCTCCACTACCTCAGA :      881
            ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 39336033 : CTCACCCCCAGCTACAACGCCGACATCCTTCTCTCACATCTCCACTACCTCAGA : 39335980

      882 : GAGA  >>>> Target Intron 6 >>>>  CTCCTCTTCCACATTTGACTT :      906
            ||||++          867 bp         ++|||||||||||||||||||||
 39335979 : GAGAgt.........................agCTCCTCTTCCACATTTGACTT : 39335088

      907 : CAGATGATGTTGATAAAGCCTTACAAAACTCTCCACGGTTAATGCATGCTAGAA :      960
            ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 39335087 : CAGATGATGTTGATAAAGCCTTACAAAACTCTCCACGGTTAATGCATGCTAGAA : 39335034

      961 : ACACAG  >>>> Target Intron 7 >>>>  GGGGTGCAGCTTTTATTTT :      985
            ||||||++         1911 bp         ++|||||||||||||||||||
 39335033 : ACACAGgt.........................agGGGGTGCAGCTTTTATTTT : 39333098

      986 : CCCAAATACTTCAGTATATCCTGAAGCTACGCAAAGAATTACAACTAGGCCAGG :     1039
            ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 39333097 : CCCAAATACTTCAGTATATCCTGAAGCTACGCAAAGAATTACAACTAGGCCAGG : 39333044

     1040 : TACGAAAACACCCCTGTGTGATCTCTTCATTGAGAGACATCCCAGATGTCCTGC :     1093
            ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 39333043 : TACGAAAACACCCCTGTGTGATCTCTTCATTGAGAGACATCCCAGATGTCCTGC : 39332990

     1094 : TGAGATCCGTGCCCTAAGTCACGTGATACAAAGAGAGCTGATCCCGGAGCTGAA :     1147
            ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 39332989 : TGAGATCCGTGCCCTAAGTCACGTGATACAAAGAGAGCTGATCCCGGAGCTGAA : 39332936

     1148 : GCCAGTCCCAGACAGTCTTATTCTGCCTCTGTTGATTTGGAGACTAAATCCACT :     1201
            ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 39332935 : GCCAGTCCCAGACAGTCTTATTCTGCCTCTGTTGATTTGGAGACTAAATCCACT : 39332882

     1202 : CAAACCATTTCATTCAAAGACCACACTAAAGGAATTAAGAGCAGATTAGCCCTT :     1255
            ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 39332881 : CAAACCATTTCATTCAAAGACCACACTAAAGGAATTAAGAGCAGATTAGCCCTT : 39332828

     1256 : TAACTAGCTTTTCAGAAAGACAGATGGGCAAAGAAGGCATCCTGGATGCCTGGC :     1309
            ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 39332827 : TAACTAGCTTTTCAGAAAGACAGATGGGCAAAGAAGGCATCCTGGATGCCTGGC : 39332774

     1310 : AGTTAGGAATAGGCCGACTTTTGAACTAACAGAAGGATCTGTCCCTCCTCGGGG :     1363
            ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 39332773 : AGTTAGGAATAGGCCGACTTTTGAACTAACAGAAGGATCTGTCCCTCCTCGGGG : 39332720

     1364 : GAAGAGCACAAAACAAGGACACTCCCCAGATTCACAGTGACCGATTATCAGTAT :     1417
            ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 39332719 : GAAGAGCACAAAACAAGGACACTCCCCAGATTCACAGTGACCGATTATCAGTAT : 39332666

     1418 : GTCACAAGAAGCCAGTCTTGCAGAGCAGAAGCATGCAACCAGTAGTATTTACAT :     1471
            ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 39332665 : GTCACAAGAAGCCAGTCTTGCAGAGCAGAAGCATGCAACCAGTAGTATTTACAT : 39332612

     1472 : CTGAATCTTACTGCCTGTCCTCCAAATGATTTAATTAGGTAATAAATTTACATG :     1525
            ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 39332611 : CTGAATCTTACTGCCTGTCCTCCAAATGATTTAATTAGGTAATAAATTTACATG : 39332558

     1526 : CCATTCATGCAAAAAAAAAAA :     1546
            ||||||||||||||| ||| |
 39332557 : CCATTCATGCAAAAATAAACA : 39332537

vulgar: gi|609878487|ref|NM_001291391.1| 0 1546 + gi|528476536|ref|NC_018932.2| 39594417 39332536 - 7669 M 123 123 5 0 2 I 0 76681 3 0 2 M 102 102 5 0 2 I 0 9089 3 0 2 M 86 86 5 0 2 I 0 130336 3 0 2 M 218 218 5 0 2 I 0 21737 3 0 2 M 152 152 5 0 2 I 0 19694 3 0 2 M 204 204 5 0 2 I 0 863 3 0 2 M 81 81 5 0 2 I 0 1907 3 0 2 M 580 580
-- completed exonerate analysis

Alternativamente, puede usar un recurso en línea como la página BLAT de UCSC para alinear el ARNm con el genoma. Puedes ver los resultados aquí y en la siguiente imagen:

resultados ucsc blat

Como puede ver, nuestra secuencia de ARNm de consulta (NM_001291391.1) se superpone perfectamente con el gen ERC.

No existe una correspondencia uno a uno entre el ARN y los genes, pero no tanto por la razón que parece tener en mente (aunque no estoy seguro de lo que tiene en mente).

Debe leer el artículo de wikipedia sobre empalme de ARN , le enseñará mucho de lo que necesitará para llegar a la respuesta que podría estar buscando.

También es posible que desee seguir un curso introductorio como la serie ADN a ARN a proteína de Khan Academy .

Entonces, si me dan un ARN como MIR382, ¿no podría averiguar a qué gen corresponde? Porque eso es lo que estoy tratando de hacer.
@Bob Solo un pensamiento: tal vez intente publicar su pregunta específica como una pregunta separada y vea si puede obtener una respuesta más específica. Tal como está, esta pregunta actual puede ser un poco demasiado amplia o diferente para obtener la respuesta que está buscando.
Supongo que lo haré, pero no sé si puedo obtener un gen específico correspondiente a una molécula de ARN específica.
Sí, puedes hacer coincidir un ARN con un gen. Sin embargo, un gen dado puede dar lugar a diferentes ARN y diferentes alelos pueden dar lugar a diferentes o al mismo ARN. Debería echar un vistazo a las fuentes de información que publiqué anteriormente. No es muy largo y entenderás mucho de lo que buscas.
¿Cómo puede haber una correspondencia biunívoca entre el ARN y los genes?
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