РК2 МБМГ. Понятие о гене. Классификация генов
 Скачать 73.47 Kb.
|
Понятие о гене. Классификация генов.Ген - это участок ДНК, несущий информацию о структуре одного белка и отвечающий за наследование одного признака. Ген является основной структурной и функциональной единицей наследственности. На генном уровне происходит индивидуальное наследование признаков и свойств клеток. В организме человека насчитывают около 30 тысяч генов. Ген несет ответственность за формирование и передачу по наследству отдельного признака или свойства клеток, организмов данного вида. Кроме того, изменение структуры гена, возникающее в разных его участках, в конечном итоге приводит к изменению соответствующего элементарного признака. Цистрон – участок ДНК, кодирующий одну полипептидную цепь. Цистроны в генах на ДНК прокариот следуют один за другим. У эукариот цистроны нередко располагаются в разных хромосомах, и могут расцениваться как отдельные гены: например, ген α-цепи и ген β-цепи гемоглобина. Классификация: Структурные гены Контролирующие развитие конкретных признаков. Продуктом их первичной деятельности являются полипептиды (белки), рРНК или тРНК. Например: кодирующие мРНК (белки), тРНК и рРНК. Конститутивные гены – все времянаходятся в активном состоянии, и скорость их транскрипции не подвергается избирательной регуляции. Такие гены кодируют белки постоянно необходимые клетке. Функциональные гены Гены регуляторы (координирующие активность структурных генов) Гены модуляторы (ингибиторы, мутаторы, модификаторы, вызывающие различные смещения в процессе развития признака). Хромосомные основы наследственности.Хромосомный уровень организации наследственного материала обеспечивает в эукариотической клетке не только определенный характер функционирования отдельных генов, тип их наследования, но и регуляцию их активности. Хромосома представляет собой эволюционно сложившуюся структуру, свойственную всем особям данного вида. Взаимное расположение генов в составе хромосомы играет немаловажную роль в характере их функционирования. Расположение гена в той или иной хромосоме определяет тип наследования. Принадлежность генов к одной хромосоме обусловливает сцепленный характер наследования. детерминируемых ими признаков, а расстояние между генами влияет на чистоту рекомбинации этих признаков в потомстве (правила Т. Моргана). Расположение генов в разных хромосомах служит основой независимого наследования признаков (Г.Мендель). Хромосома – это упакованная, при помощи гистоновых и негистоновых белков, молекула ДНК. В ядре диплоидной клетке человека – 46 хромосом (22 пары аутосом и 2 половые хромосомы). Изучение химической организации хромосом эукариотических клеток показало, что они состоят в основном из ДНК и белков, которые образуют нуклепротеиновый комплекс – хроматин, получивший свое название за способность окрашиваться основными красителями. Белки составляют значительную часть вещества хромосом. На их долю приходится около 65 % массы этих структур. Все хромосомные белки разделяются на две группы: гистоны и негистоновые белки. На хромосомном уровне организации, который появляется в процессе эволюции у эукариотических клеток, генетический аппарат должен удовлетворять всем требованиям, предъявляемым к субстрату наследственности и изменчивости: обладать способностью к самовоспроизведению, поддержанию постоянства своей организации и приобретению изменений, которые могут передаваться новому поколению клеток. Хромосомы состоят из ДНК и белков, которые образуют нуклеопротеиновый комплекс - хроматин, а также в хромосоме обнаруживаются РНК, липиды, полисахариды, ионы металлов. В соматических клетках организма человека 46 хромосом (диплоидный набор), все они содержат в своих ДНК одну и ту же генетическую информацию. В половых клетках – человека 23 хромосомы (гаплоидный набор). Хромосомный уровень организации наследственного материала обеспечивает в эукариотической клетке не только определенный характер функционирования отдельных генов, тип их наследования, но и регуляцию их активности. Хромосома представляет собой эволюционно сложившуюся структуру, свойственную всем особям данного вида. Взаимное расположение генов в составе хромосомы играет немаловажную роль в характере их функционирования. Расположение гена в той или иной хромосоме определяет тип наследования. Принадлежность генов к одной хромосоме обусловливает сцепленный характер наследования. детерминируемых ими признаков, а расстояние между генами влияет на чистоту рекомбинации этих признаков в потомстве (правила Т. Моргана). Расположение генов в разных хромосомах служит основой независимого наследования признаков (Г.Мендель). Метафазные хромосомы Почти у каждой хромосомы обнаруживаются следующие части: а) центромера (первичная перетяжка) б) плечи – части хромосомы по сторонам от центромеры. в) теломеры – конечные участки плеч. В области центромеры находится кинетохор – место прикрепления клеточного веретена.
Геном – вся совокупность наследственного материала, заключенного в гаплоидном наборе хромосом данного вида организма. Геном видоспецифичен. При половом размножении в процессе оплодотворения объединяются геномы двух родительских половых клеток, образуя генотип нового организма. Генотип- это генетическая конституция организма, представляющая собой совокупность всех наследственных задатков его клеток, заключенных в их хромосомном наборе – кариотипе. Геном прокариот Основной чертой молекулярной организации прокариот является отсутствие в их клетках ядра, отгороженного ядерной мембраной отцитоплазмы, если она существует. В отличие от эукариот, геном прокариот построен очень компактно. Количество некодирующих последовательностей нуклеотидов минимально. У прокариот для кодирования белков часто используются две или все три рамки считывания одной и той же последовательности нуклеотидов гена, что повышает кодирующий потенциал их генома без увеличения его размера. Особенности структурной и функциональной организации генома прокариот и эукариот У прокариот: Размер- Небольшой. У кишечной палочки (E.coli) длина ДНК 1мм, которая содержит 4х106 пар нуклеотидов, образующих около 4000 генов. Транскрипция- 95% ДНК транскрибируется постоянно. Экзон-интронная организация генов- Отсутствует Внехромосомные генетические элементы- Плазмиды, способны существовать и размножаться автономно от геномной ДНК. Многократно повторяющиеся гены- Отсутствует У эукариот: Размер- Значительно большой. Длина ДНК – 174 см. Его геном содержит 3х109 п.н. и включает по последним данным около 30 тыс.генов.. Транскрипция- Активно транскрибируется 7-10 Значительная часть не транскрибируется вообще – молчащая ДНК. Экзон-интронная организация генов- имеет место Внехромосомные генетические элементы- Генетический аппарат митохондрий – митохондриальная ДНК Многократно повторяющиеся гены- Кластерные гены. Гены гистонов, гены рибосомных РНК, гены гемоглобина |