Дайте определение понятию ген. Какие свойства характерны для гена Ген

• Название: Дайте определение понятию ген. Какие свойства характерны для гена Ген
• Дата: 24.09.2021
• Размер: 54.83 Kb.
• Имя файла: bio.docx
• Тип: Документы; #236334

1. 
   Дайте определение понятию «ген». Какие свойства характерны для гена
   

Ген-структурная и функциональная единица наследственности живых организмов. Ген представляет собой ДНК, задающий последовательность определённого полипептида либо функции РНК. Гены определяют наследственные признаки организмов

Свойства генов:

· дискретность: один ген контролирует один признак;

· специфичность: каждый ген отвечает строго за свой признак;

· стабильность структуры: гены передаются из поколения в поколение не изменяясь;

· дозированность действия: один ген определяет одну дозу фенотипического проявления признака;

· способность к мутированию (изменению структуры);

· способность к репликации (самоудвоению);

· способность к рекомбинации (переходу из одной гомологичной хромосомы в другую).

2. 
   В чем заключаются функции гена? Охарактеризуете сущность работ по изучению функций генов.
   

Функции генов:

· хранение наследственной информации;

· управление биосинтезом белка и других веществ в клетке;

· контроль за развитием и старением клетки.

3. 
   В чем заключается сущность гипотезы «один ген – один фермент»?
   

Концепция «один ген — один фермент», возникшая на основе идей Tatum и Beadle, может быть сформулирована следующим образом: 1. Все биологические процессы находятся под генетическим контролем. 2. Все биохимические процессы происходят в виде поэтапных реакций. 3. Каждая биохимическая реакция в конечном счете находится под контролем различных отдельных генов. 4. Мутация в определенном гене ведет к изменению способности клетки к осуществлению определенной химической реакции. С тех пор концепция «один ген — один фермент» несколько расширилась, и звучит теперь как «один ген — один белок». Кроме того, последние исследования свидетельствуют, что некоторые гены действуют в содружестве с другими, в результате чего образуются уникальные белки, т. е. некоторые гены могут кодировать более одного белка.

4. 
   Какие выделяют группы генов в зависимости от их функций? Назовите гены каждой группы и их значение.
   

1. РНК-кодирующие гены, которые кодируют образование тРНК и рРНК, процессы сплайсинга и регуляторные РНК, влияющие на функции других генов.

2. Геномные гены, которые кодируют белки. Они, в свою очередь, подразделяются на:

1. 
   а) гены, обеспечивающие жизнедеятельность клетки;
   
2. 
   б) гены терминальной дифференцировки, определяющие специфические свойства клеток в определенных тканях, кодирующие белки. Эти гены характерны для зрелых, функционально активных клеток (например, гемоглобин в эритроцитах);
   
3. 
   в) гены, обеспечивающие образование белков, способных регулировать работу других генов, соединяясь с их регуляторными областями.
   

3. Митохондриальные гены.

5. Что называют спейсерными участками и какова их роль?

Спе́йсеры (от англ. spacer — «разделитель») — участки нетранскрибируемой ДНК, расположенные между тандемно повторяющимися генами, например, между генами рибосомальной РНК у эукариот. Их функция, вероятнее всего, заключается в обеспечении высокого уровня точности транскрипции в связанных генах.

6. Охарактеризуйте структурную организацию гена прокариот

(прокариоты)Участок, кодирующий определенный белок, представляет ряд нуклеотидов (триплетных кодонов), которые транскрибируются на мРНК и затем транслируются на рибосоме в данный белок. Более сложной янляется система регуляции синтеза белка у бактерий.

7. Охарактеризуйте структурную организацию гена эукариот.

Структура гена эукариот: имеют мозаичную структуру: состоят из кодирующих (экзонов) и некодирующих (интронов-участки гена, не кодирующие структуру полипептида. Их роль до конца не ясна, вероятно они участвуют в процессах генетической рекомбинации, а также в процессах регуляции экспрессии.) участков. Количество кодирующих – 1–60; количество нуклеотидов в них – десятки, тысячи и более. Преимущества мозаичной структуры гена эукариот: повышается их информационную емкость (один ген может кодировать несколько полипептидов), увеличивается степень комбинативной изменчивости, обеспечивается более совершенная регуляция функции генов. Интроны регулируют процессинг иРНК.

8. Рассмотрите роль экзонов и интронов в структурной организации гена эукариот.

Интроны не содержат последовательности генов для кодирования белков, но направляют и регулируют производство белка; интроны являются хранилищем регуляторной информации и определяют время и локализацию производства белка.

Экзоны (от англ. ex(pressi)on — выражение) — участки ДНК, копии которых составляют зрелую РНК. По мнению некоторых исследователей экзоны соответствуют доменам (структурно автономным областям) в белке и являются первичными генетическими единицами, перекомбинация которых приводит к возникновению в ходе эволюции новых генов и соответственно новых белков.

9. Что называют генетическим кодом? Охарактеризуйте свойства генетического кода.

Генети́ческий код — свойственный всем живым организмам способ кодирования последовательности аминокислотных остатков в составе белков при помощи последовательности нуклеотидов в составе нуклеиновой кислоты

Выделяют следующие свойства генетического кода:

1. 
   Триплетность
   

Каждой аминокислоте соответствует 3 нуклеотида (триплет ДНК, кодон иРНК). Существует 64 кодона, из которых 3 являются нонсенс кодонами (стоп-кодонами)

2. 
   Непрерывность (компактность)
   

Информация считывается непрерывно - внутри гена нет знаков препинания: так как ген кодирует один белок, то было бы нецелесообразно разделять его на части. Стоп-кодоны - "знаки препинания" - есть между генами, которые кодируют разные белки.

3. 
   Неперекрываемость
   
4. 
   Один и тот же нуклеотид не может принадлежать 2,3 и более триплетам ДНК/кодонам иРНК. Он входит в состав только одного триплета.
   
5. 
   Специфичность (однозначность)
   

Один кодон соответствует строго одной аминокислоте и никакой другой более соответствовать не может.

6. 
   Избыточность (вырожденность)
   

Одна аминокислота может кодироваться несколькими кодонами (при этом одну а/к кодируют 3 нуклеотида.)

7. 
   Коллинеарность (лат. con — вместе и linea — линия)
   

Соответствие линейной последовательности кодонов иРНК последовательности аминокислот в молекуле белка.

8. 
   Однонаправленность
   
9. 
   Кодоны считываются строго в одном направлении от первого к последующим. Считывание происходит в процессе трансляции.
   
10. 
    Универсальность
    

Генетический код един для всех живых организмов, что свидетельствует о единстве происхождения всего живого.

10. Охарактеризуйте механизм транскрипции. В чем отличие транскрипции прокариот и эукариот?

Транскри́пция (от лат. transcriptio —переписывание) — процесс синтеза РНК с использованием ДНК вкачестве матрицы, происходящий во всех живых клетках. Другими словами, это перенос генетической информации с ДНК на РНК.

Транскрипция катализируется ферментом ДНК-зависимой РНК-полимеразой. Процесс синтеза РНК протекает в направлении от 5'- к 3'- концу, то есть по матричной цепи ДНК РНК-полимераза движется в направлении 3'->5'^[1]



11. Что называют сплайсингом и какова его роль?

Сплайсинг – это процесс вырезания из транскрипционной РНК некодирующих участков (интронов) с последующим сшиванием экзонов, что приводит к формированию непрерывной смысловой последовательности, содержащей информацию о первичной структуре белка.

12. В чем сущность процессинга и каково его биологическое значение в эукариотической клетке?

Созревание мРНК называется процессингом. Биологическое значение процессинга в эукариотической клетке заключается в возможности получения различных комбинаций экзонов гена, а значит, получения большего разнообразия белков, кодируемых одной нуклеотидной последовательностью ДНК.

13. Охарактеризуйте механизм трансляции.

Трансляция – это механизм, с помощью которого последовательность триплетов оснований в молекулах информационной РНК переводится в специфическую последовательность аминокислот молекулы белка.

Этот процесс происходит на рибосомах в цитоплазме.

Участники трансляции

1. Все виды РНК (информационные, транспортные, рибосомные)

2. Различные аминокислоты, без которых невозможно построить белковую цепь

3. Ферменты, с помощью которых строятся белковые цепи

4. Ионы магния (для активности ферментов)

14. Рассмотрите схемы регуляции транскрипции структурных генов прокариотической клетки по типу индукции и репрессии.

15. Какие принципы положены в основу регуляции функционирования транскриптона эукариот?

16.Охарактеризуйте влияние лекарственных препаратов на процессы биосинтеза белка.

К лекарственным веществам, эффективно влияющим на синтез белка, относятся антибиотики. Как правило, они ингибируют процессы транскрипции и трансляции. Так, противоопухолевые антибиотики – актиномицин D, рубомицин С, оливомицин, митомицин С – блокируют транскриптон или ингибируют РНК-полимеразу. Многие противоопухолевые препараты иной природы также подавляют синтез белка, например, фторурацил. Большинство антибиотиков антибактериального действия ингибируют процессы трансляции. Антибиотики, игибирующие синтез белка во всех клетках, весьма токсичны, и многие из них не нашли применения в медицинской практике. Стратегия разработки новых антибиотиков должна основываться на их селективном воздействии на бактериальные клетки или же на адресную доставку в определенную ткань или орган.