Ген, его химическое строение. Свойства гена. Классификация генов по функциям. Структура гена.Химическое строение гена. Исследования, направленные на выяснение химического строения наследственного материала, доказали, что материальным субстратом наследственности и изменчивости являются нуклеиновые кислот. Нуклеиновые кислоты являются макромолекулами и отличаются большой молекулярной массой. Это полимеры, состоящие из нуклеотидов, включающих три компонента: сахар (пентозу), фосфат и азотистое основание. Свойства генов: - Гены контролируют определённые ферментативные реакции. - Гены могут мутировать. Мутон – это минимальная единица мутирования. Может состоять из одной пары нуклеотидов. - Ген может рекомбинировать. Рекон – единица рекомбинации. Минимальный размер рекона – две пары нуклеотидов. - Дискретность. - Плейотропность – один ген отвечает за развитие нескольких признаков. - Дозированность – несколько генов могут контролировать один признак. Чем больше генов, тем признак выражен ярче. - Пенетрантность – свойство генов проявляться в фенотипе. - Экспрессивность – степень фенотипического проявления гена. - Специфичность – содержит информацию об определённом белке. Классификация генов по функциям: - Структурные - Функциональные Структура гена прокариот. Различают структурные гены – они содержат информацию о последовательности аминокислот в молекуле белка. Функциональные гены – регулируют работу структурных генов. Структурные гены обычно расположены рядом и образуют один блок, который называется оперон. Они отвечают за строение молекулы белка. В оперон входит промотор. Промотор – это участок молекулы ДНК, к которому присоединяется РНК – полимераза. Кроме того, промотор определяет с какой из двух цепей молекулы ДНК будет происходить транскрипция. Ген оператор – регуляторный участок. Ген терминатор – это ген расположен после структурного гена и на этом этапе заканчивается процесс транскрипции. На некотором расстоянии от оперона находится ген регулятор. Он отвечает за кодировку структуры белка репрессора. Эукариот. Оперон состоит из двух зон: - Неинформативная зона – состоит из двух частей. Проксимальная (акцепторная). Эта зона представлена несколькими последовательно расположенными генами промоторами и генами операторами. Дистальная (регуляторная), представлена генами регуляторами, которые ответственны за синтез белка репрессора. - Информативная зона – представлена структурными генами. Один структурный ген может повторяться многократно. Они ответственны за разные звенья одной цепи биохимических реакций. В структурных генах различают участки экзоны и интроны, которые чередуются друг с другом. В различных генах число их различно. Экзоны – кодирующая зона. Интроны – не кодирующая зона. У прокариот и эукариот различают гены модуляторы, которые контролируют работу оперона. К ним относятся ингибиторы или супрессоры, которые блокируют синтез белка, А также гены интенсификаторы, которые усиливают работу оперона. Схема генетической регуляции синтеза белка у прокариот. Процесс транскрипции либо происходит, либо не происходит: - В активной форме белок репрессор прикрепляется к оператору. В этом случае РНК-полимераза не может присоединиться к РНК и считывания информации со структурных генов не происходит. Значит не образуется информационная РНК и не образуется белок. -При переходе белка репрессора в неактивную форму ген оператор освобождается. РНК-полимераза прикрепляется к промотору. Со структурных генов считывается информация и образуется белок.
Схема генетической регуляции синтеза белка у эукариот. Если белок репрессор находится в неактивной форме, то к промотору присоединяется РНК-полимераза и со структурных генов считывается наследственная информация. Образуется предшественница И-РНК, которая состоит из экзонов и интронов. С помощью ферментов рестриктаз выстригаются интроны. Происходит сшивание экзонов. Из предшественницы И-РНК образуется зрелая И-РНК.
|
