Генетика – наука л наследственности и изменчивости.
Наследственность – способность организмов передавать из поколения в поколение особенности морфологии, физиологии биохимии и индивидуального развития.
Изменчивость св-во противоположное наследственности, заключается в способности дочерних организмов отличаться от родительскох морфологией, биохимией, особенностями и отклонениями в индивидуальном азвитии.
Ген – эксперементальная, дискретная единица наследственности и изменчивости.
Ген - участок ДНК, определяющий последовательность АК в цепи полипептида.
Геном современных прокариотических клеток характеризуется относительно небольшими размерами. У кишечной палочки (Е. coli) он представлен кольцевой молекулой ДНК длиной около 1 мм, которая содержит 4·106 пар нуклеотидов, образующих около 4000 генов. Основная масса ДНК прокариот (около 95%) активно транскрибируется в каждый данный момент времени. Как было сказано выше, геном прокариотической клетки организован ввиде нуклеоида — комплекса ДНК с не гистоновыми белками (см. разд. 3.5.2.4). Характеризуя наследственный материал прокариотической клетки в целом, необходимо отметить, что он заключен не только в нуклеоиде, но также присутствует в цитоплазме ввиде небольших кольцевых фрагментов ДНК — плазмид.
Большой объем наследственного материала эукариот объясняется существованием в нем помимо уникальных также умеренно и высоко повторяющихся последовательностей. Так, около 10% генома мыши составляют тандемно расположенные (друг за другом) короткие нуклеотидные последовательности, повторенные до 106 раз. Эти высоко повторяющиеся последовательности ДНК располагаются в основном в гетерохроматине, окружающем центромерные участки. Они не транскрибируются. Около 20% генома мыши образовано умеренными повторами, встречающимися с частотой 103—105 раз. Такие повторы распределены по всему геному и транскрибируются в РНК. К ним относятся гены, контролирующие синтез гистонов, тРНК, рРНК и некоторые другие. Остальные 70% генома мыши представлены уникальными нуклеотидными последовательностями. У растенийи амфибий на долю умеренно и высокоповторяющихся последовательностей приходитсядо 60% генома.
Свойства гена
- дискретность — несмешиваемость генов, развитие признаков контролируется разными генами, локализация которых в хромосомах не совпадает;
- стабильность — способность сохранять структуру;
- лабильность — способность многократно мутировать;
- множественный аллелизм — многие гены существуют в популяции во множестве молекулярных форм;
- аллельность — в генотипе диплоидных организмов только две формы гена;
- специфичность — каждый ген кодирует свой признак;
- плейотропия — множественный эффект гена;
- экспрессивность — степень выраженности гена в признаке;
- пенетрантность — частота проявления гена в фенотипе;
- амплификация — увеличение количества копий генов
Классификация
- Структурные гены – гены, контролирющие развитие конкретных признаков.
- Функциональные гены — регулируют работу структурных генов
Регуляторные гены представлены геном-оператором, непосредственно с цепленным с группой структурных генов, и геном-регулятором, который может находиться в некотором отдалении от них.
Ген-оператор сгруппой регулируемых им структурных генов был назван опероном. Оперон служит единицей транскрипции, то есть с него списывается одна молекула и-РНК.
Ген регулятор действует не путем непосредственного контакта со структурными генами, а при помощи белка репрессора.
При наличии достаточно накопившихся молекул синтезируемого вещества белок-репрессор, соединяясь с этими молекулами, активизируется и связываетсяс геном-оператором. В результате синтез данного вещества прекращается. Свое название белок-репрессор получил из-за того, что подавляет деятельность гена-оператора, то есть ставит его в положение «выключено».
При малом количестве синтезируемых молекул белок-репрессор остается неактивным. В таких условиях действие оперона - гена-оператора и структурных генов - не подавляется, и синтез будет продолжаться беспрепятственно.
