Механизмы реализации генетической информации

В 1940 годах генетики Бидл и Тайтум установили что гены отвечают за образование ферментов, которые влияют на развитие признака. И выдвинули гипотезу: 1 ген – 1 фермент. Позже гипотеза трактуется как 1 ген – 1 полипептид, участок белковой молекулы. Еще позже было установлено, что признаки организмов формируются под действием генов в результате биохимических реакций.

Имеет место обратная транскрипция. Такой путь передачи наследственной информации Ф. Крик в 1958 году назвал центральной догмой в молекулярной биологии.

Современная трактовка. Генетическая информация, записанная в виде определенной последовательности нуклеотидов молекулы ДНК обеспечивает синтез определенного белка-фермента., который катализирует течение биохимической реакции в результате чего появляется признак. Проявление действия конкретного гена зависит также от среды и от действия других генов.

Функционально-генетическая классификация генов.

По функциям:

• Структурные (несут информацию о белках-ферментах и гистонах, о последовательности нуклеотидов в различных видах РНК)

• Функциональные (определяют работу структурных генов. среди них выделяют:

• Гены модуляторы (усиливают или ослабляют действие структурных генов (супрессоры, интеграторы, модификаторы)

• Гены, регулирующие работу структурных генов (регуляторы, операторы)

В разных клетка работают разные блоки генов (в зависимости от специализации)

• Уникальная последовательность нуклеотидов (от 15 до 98% генома, у человека – 56%, у мыши – 70%)

Эти уникальные последовательности нуклеотидов входят в состав структурных генов и дают информацию о первичной структуре специфических белков или белков роскоши. Уникальные последовательности нуклеотидов содержат информативные участки – интроны и неинформативные участки – экзоны.

• среднеповторяющиеся последовательности нуклеотидов (у мыши – 20% генома)

• многократноповторяющиеся до 1 млн. раз (у мыши 10%) – гены «домашнего хозяйства»

Повторяющиеся последовательности нуклеотидов выполняют разнообразные функции, являясь промоторами регулируют репликацию ДНК, участвуют в кроссинговере, отделяют экзоны и интроны.

Жизнедеятельность организма обусловлена в основном функциональной активностью уникальных генов, которая зависит от состояния внутренней среды организма и условий внешней среды.

Гены условно разделяют на 3 группы:

• Функционируют во всех клетках (гены, кодирующие ферменты энергетического обмена)

• Функционируют в клетках одной ткани (гены, кодирующие синтез миозина в мышечной ткани)

• Специфичные для одного типа клеток (гены гемоглобина в незрелых эритроцитах)

Область проявления действия данного гена – поле действия гена (гены, которые детерминируют рост волос и т.д.).

Время работы гена – период его функционирования (гены, кодирующие синтез меланина).