Kode gen untuk protein yang akan membentuk organisme. Ketika kita berbicara tentang eukariota kita mengatakan teori terkenal “gen akan menghasilkan protein” (dalam teori awal gen adalah enzim, tetapi dengan cepat menjadi jelas bahwa tidak semua gen mengkodekan protein enzimatik, tetapi ada banyak lagi jenis). Teori ini diucapkan pada tahun 1941 oleh Beadle dan Tatum membuat mereka mendapatkan Hadiah Nobel 1958. Meskipun sebagian besar masih benar, saat ini sangat bernuansa. Penemuan selanjutnya menunjukkan bahwa protein dapat memiliki beberapa isoform, yang semuanya dikodekan oleh gen yang sama.
Dalam virus dan prokariota mereka melangkah lebih jauh. DNA prokariotik mengandung daerah yang merupakan bagian dari dua gen. Baik oleh gen yang tumpang tindih dan ditranskripsi dalam arah yang sama atau berlawanan arah. Bentuk pemadatan materi herediter ini sangat berguna bila Anda memiliki sedikit ruang, seperti dalam kasus virus, tetapi memiliki kelemahan yang mencegah keragaman genetik yang besar dan mutasi kecil dapat mempengaruhi lebih dari satu gen pada saat yang sama dengan efek yang sangat serius. Daerah materi genetik ini secara evolusioner sangat stabil. Faktanya, faktor ini diperhitungkan saat mencari vaksin karena kemungkinan besar akan menyerang virus di wilayah yang mengkode dua protein dan oleh karena itu sangat stabil daripada wilayah yang lebih bervariasi karena hanya mengkode satu protein.
Protein yang dihasilkan dari translasi DNA yang mengandung gen yang tumpang tindih tidak harus mengandung asam amino yang sama. Berkat sistem triplet di mana genom dikodekan, perubahan kerangka baca memungkinkan hingga 3 set asam amino yang berbeda dari rantai yang sama untuk masing-masing dari dua arah dan dua lagi untuk masing-masing dari dua rantai. Kemungkinan menghasilkan protein yang berbeda cukup tinggi, tetapi mereka harus berfungsi juga.
Salah satu kemungkinan alasan mengapa eukariota tidak memiliki jenis kemasan gen ini adalah karena mereka membutuhkan wilayah yang lebih besar tanpa gen (“DNA sampah”) dengan fungsi struktural untuk dapat memindahkan kromosom selama pembelahan sel. Di sisi lain, jenis tumpang tindih ini lebih sering terjadi pada organisme parasit yang juga mengurangi jumlah gen yang mereka gunakan seminimal mungkin, mencoba mengambil keuntungan dari gen yang sudah dibuat oleh inangnya sendiri.
Di sisi lain kami menemukan DNA polisistronik dan RNA polisistronik. Mereka adalah materi genetik yang, seperti namanya, mengandung beberapa cistron atau unit fungsional gen. Meskipun beberapa gen eukariotik lebih umum pada prokariota, telah ditunjukkan bahwa mereka dapat ditranskripsi dengan cara ini. Ini adalah cara untuk mengoptimalkan transkripsi, menghilangkan daerah DNA intergenik. Dengan RNA pembawa pesan tunggal kita akan memperoleh beberapa protein, yang dalam banyak kasus harus bekerja sama, jadi menyalinnya bersama memiliki keuntungan bahwa mereka akan lebih mudah ditemukan dan memastikan keseimbangan stoikiometrik antara kedua komponen. Kami akan berbicara lebih banyak tentang gen polikistronik dalam artikelnya sendiri di sini (segera hadir).