Hene (biyolohiya)

Mga RNA hene at genome

Kapag ang mga protina ay nililikha, ang hene ay kinokopya muna sa RNA bilang pagitang produkto. Sa ibang mga kaso, ang mga molekulang RNA ang mga aktuwal na gumaganang produkto. Halimbawa, ang mga RNA (na kilala bilang mga ribozyme) ay may kakayahan ng ensaymatikong tungkulin at ang microRNA ay may regulatoryong tungkulin. Ang mga sekwensiyang DNA kung saan ang mga gayong RNA ay tinatranskriba ay kilala bilang mga RNA hene. Ang ilang mga virus ay nag-iimbak ng kanilang kabuuang genome sa anyo ng RNA at hindi naglalaman ng DNA. Dahil sa ang mga ito ay gumagamit ng RNA upang mag-imbak ng mga hene, ang selular na hosto ay maaaring mag-sintesis ng mga protina nito sa sandaling ang mga ito ay nahawaan at walang antala(delay) sa paghihintay ng transkripsiyon. Sa kabilang dako, ang mga RNA na retrovirus gaya ng HIV ay nangangailangan ng kabaligtarang transkripsiyon ng mga genome nito mula sa RNA tungo sa DNA bago ang mga protina nito ay ma-sintesis. Noong 2006, ang mga mananaliksik na Pranses ay nakaenkwentro ng isang na palaisipang halimbawa ng pinamagitan ng RNA na pagmamana sa mga daga. Ang mga dagang may isang mutasyong pagkawala ng tungkulin sa hene na Kit ay mga puting buntot. Ang mga supling ng mga mutant na ito ay maaaring magkaroon ng mga puting buntot bagaman ang mga ito ay mayroon lamang normal na mga hene na Kit. Ang pangkat ng mananaliksik na ito ay tumunton sa epektong ito sa isang mutadong RNA.  Bagaman ang RNA ay karaniwang imabakang henetikong materyal sa mga virus, ang pagmamana sa pamamagitan ng RNA ay bihirang napagmamasdan sa mga mammal.

Pantunkuling istruktura ng hene

Ang malawak na karamihan ng mga buhay na organismo ay nagkokodigo (encode) ng kanilang mga hene sa mahabang mga strando ng DNA. Ang DNA (deoxyribonucleic acid) ay binubuo ng isang kadenang gawa mula sa apat na mga uri ng subunit na nucleotide na ang bawat isa ay binubuo ng: isang limang-carbon na asukal(2'-deoxyribose), isang pangkat na phosphate at isa sa apat na mga base na adenine, cytosine, guanine, at thymine. Ang pinakaraniwang anyo ng DNA sa isang selula ay nasa isang istrakturang dobleng helix kung saan ang dalawang mga indibidwal na strandong DNA ay pumupulot sa palibot ng bawat isa isang nasa kanang panig na spiral. Sa istrukturang ito, ang pagpapares ng baseng mga patakaran ay tumutukoy na ang guanine ay pumapares sa cytosine at ang adenine at pumapares sa thymine. Ang pagpapares ng base sa pagitan ng guanine at cytosine ay bumubuo ng tatlong mga bigkis na hydroheno samantalang ang pagpapares ng base sa pagitan ng adenine at thymine ay bumubuo ng dalawang mga bigkis na hydroheno. Ang dalawang mga astrando sa isang dobleng helix ay dapat komplementaryo na ang ibig sabihin ay ang mga base nito ay dapat nakalinya sa paraan ang mga adenine ng isang strando ay nakapares sa mga thymine ng kabilang strando at tuluy-tuloy pa sa iba. 
Dahil sa ang kemikal na komposisyon ng mga labing (residues) pentose ng mga base, ang mga strandong DNA ay may direksiyonalidad. Ang isang dulo ng isang polymerong DNA ay naglalaman ng isang nalantad na pangkat hydroxyl sa deoxyribose. Ito ay kilala bilang 3' dulo ng molekula. Ang ibang dulo ay naglalaman ng nalantad na pangkat phospate at kilala bilang 5' dulo. Ang direksiyonalidad ng DNA ay mahalaga sa maraming mga prosesong selular dahil ang mga dobleng helix ay kinakailangang direksiyonal(ang isang strando ay nagpapatakbo ng 5'-3' mga pares na may isang komplementaryong strando tumatakbong 3'-5'), at mga prosesong gaya ng replikasyon ng RNA ay nangyayari lamang sa isang direksiyon. Ang lahat ng mga sintesis ng nucleikong asido ay nangyayari sa direksiyong 5'-3' dahil ang mga bagong monomer ay dinagdag sa pamamagitan ng reaksiyong dehydrasyon na gumagamit ng lantad na 3' hydroxyl bilang isang nucleophile.
Ang paghahayag ng mga hene na nakakodigo sa DNA ay nagsisimula sa pamamagitan ng pagta-transkriba ng hene sa RNA na isang ikalawang uri ng nucleikong asido na labis na katulad ng DNA ngunit ang mga monomer nito ay naglalaman ng asukal na ribose kesa sa deoxyribose. Ang RNA ay naglalaman rin ng base na uracil sa lugar ng thymine. Ang mga molekulang RNA ay hindi matatag kesa sa DNA at ito ay karaniwang may isang strando. Ang mga hene na nagkokodigo ng mga protina ay binubuo ng sunud sunod na mga sekwensiyang tatlong-nucleotide na tinawag na mga codon na nagsisilbing mga salita sa henetikong wika. Ang henetikong kodigo ay tumtukoy sa pagtugon habang nangyayari ang pagsasalin sa pagitan ng mga codon at asidong amindo. Ang henetikong kodigo ay malapit na magkatulad sa lahat ng alam na mga organismo. 
Ang lahat ng mga hene ay may regulatoryong mga rehiyon bilang karagdagan sa mga rehiyon na hayagang nagkokodigo sa isang protina o produktong RNA. Ang isang regulatoryong rehiyon na pinagsasaluhan ng halos lahat ng mga hene ay kilala bilang promotor na nagbibigay ng isang posisyon na kinikilala ng makinaryong transkripsiyon kapag ang isang hene ay i-tatranskriba at ihahayag na. Ang isang hene ay maaaring magkaroon ng isang promotor na nagreresulta sa mga RNA na iba sa kung paanong ang mga ito ay lumalawig sa dulong 5'.  Bagaman ang mga rehiyong promotor ay may sekwensiyang konsensus na halos karaniwang sekwensiya sa posisyong ito, ang ilang mga hene ay may "malakas" na mga promotor na nagbibigkis rin sa makinaryong transkripsiyon at ang iba ay may "mahinang" mga promotor na mahinang nagbibigkis. Ang mga mahinang promotor na ito ay karaniwang pumapayag sa isang mas mababang rate ng transkripsiyon kesa sa mga malakas na promotor dahil ang makinaryong transkripsiyon ay nagbibigkis sa mga ito at mas hindi kalimitang nagpapasimula ng transkripsiyon. Ang ibang mga posibleng regulatoryong rehiyon ay kinabibilangan ng mga nagpapalakas(enhancers) na maaaring magpunan(compensate) sa isang mahinang promotor. Ang karamihan ng mga regulatoryong rehiyon ay "upstream" na ang ibig sabihin ay  bago o tungo sa dulong 5' ng lugar ng pagsisimula ng transkripsiyon. Ang mga rehiyong promotor sa mga eukaryote ay mas labis na komplikado at mahirap na matukoy kesa sa mga promotor ng mga prokaryote. Ang karamihan sa mga hene na prokaryotiko ay isinaayo sa mga operon o mga pangkat ng hene na ang mga produkto ay may mga kaugnay na tungkulin at tinatrankriba bilang isang unit. Sa kabaligtaran, ang mga eukaryotikong hene ay tinatranskriba ng isaa isa ngunit maaaring kabilang ng mahabang mga hatak(stretches) ng DNA na tinatawag na mga intron na tinatranskriba ngunit hindi isinasalin sa protina(ang mga ito ay inaalis bago ang pagsasalin). Ang pagsasama ay maaari ring mangyari sa mga hene ng mga prokaryote ngunit hindi mas karaniwan sa mga eukaryote.