СТРУКТУРА ГЕНІВ

Ген являє собою послідовність нуклеотидів ДНК розміром від кількох сотень до мільйона пар нуклеотидів, в яких закодована генетична інформація (число і послідовність амінокислот) про первинну структуру білка.

Для правильного зчитування інформації в гені повинні бути присутніми: кодон ініціації, безліч смислових кодонів і кодон термінації.

У послідовності нуклеотидів дволанцюгової ДНК кожні три пари нуклеотидів кодують одну з 20 амінокислот. Ці три пари поспіль розташованих нуклеотидів є ключовими «словами» для амінокислот і називаються кодонами.

Кожен кодон відповідає одному амінокислотним залишком в білку (табл. 8.19). Кодон визначає, яка амінокислота буде розташовуватися в даній позиції в білку.

генетичний код

Таблиця 8.19

Наприклад, в молекулі ДНК послідовність підстав AUG є кодоном для амінокислоти метіоніну (Met), а послідовність UUU кодує фенілаланін Phe. У молекулі іРНК замість тиміну (Т) присутній підставу урацил (U).

З 64 можливих варіантів кодонів смисловими є 61, а триплети UAA, UAG не кодують амінокислоти і тому були названі безглуздими. Однак вони являють собою знаки закінчення (термінації) трансляції ДНК.

Знання послідовності в молекулах ДНК недостатньо без знання принципів кодування та програмування, що лежать в основі транскрипції, трансляції і регуляції експресії генів.

Для прокаріотів характерна відносно проста структура генів. Так, структурні гени бактерії, фага або вірусу, як правило, контролюють синтез одного білка (одну ферментативну реакцію).

Специфічним для прокаріотів є оперон система організації декількох генів. Оперон - кілька генів, розташованих в кільцевої хромосомі бактерії поруч. Вони контролюють синтез ферментів, які здійснюють послідовні або близькі реакції синтезу (лактозна, гистидинового Оперон).

Структура генів бактеоріофагов і вірусів в основному схожа зі структурою генів бактерій, але більш ускладнена і пов'язана з геномом господарів.

Наприклад, у фагів і вірусів виявлено перекривання генів. Повна залежність вірусів еукаріот від метаболізму клітини-господаря призвела до появи екзон-інтронів структури генів.

Еукаріотичні гени, на відміну від бактеріальних, мають переривчасте мозаїчну будову.

Кодують послідовності (екзонів) перемежовуються з некодуючими (нітрон). В результаті структурні гени еукаріот мають довшу нуклеотидную послідовність, ніж відповідна зріла інформаційна та PH К. Послідовність нуклеотидів в іРНК відповідає екзон.

У процесі транскрипції інформація про гені списується з ДНК на проміжну іРНК (про-іРНК), що складається з екзонів і інтронів-вставок. Потім специфічні ферменти - рестріктази - розрізають цю про-іРНК по межах ек зон-інтрон. Після цього екзонних ділянки з'єднуються (сплайсинг), утворюючи зрілу мРНК. Число нітронів може варіювати в різних генах від нуля до багатьох десятків, а довжина змінюється в межах від декількох пар до кількох тисяч підстав.

Поряд зі структурними та регуляторними генами виявлені ділянки повторюваних нуклеотидних послідовностей, функції яких вивчені недостатньо. Виявлено також мігруючі (мобільні) гени, здатні переміщатися по геному.

геномом організму називається повний одинарний набір генетичного матеріалу цього організму. У геном входять всі послідовності нуклеотидів ДНК хромосом, ДНК мітохондрій і хлоропластів рослин.

Величина генома, виражена в парах нуклеотидів, сильно варіює у різних організмів. Геном еукаріотів значно більше, ніж у прокаріот.

Наприклад, геном самого маленького мікроорганізму мікоплазми містить мільйон (Кг) пар нуклеотидів, у амфібій і квіткових рослин він становить сто мільярдів (10^{, г}) Пар нуклеотидів. Однак навіть у організмів однієї і тієї ж таксономичної групи спостерігається висока варіабельність розміру генома.

З 1990 р інтенсивно розроблялася міжнародна програма «Геном людини». Її основними завданнями були ідентифікація генів людини і з'ясування первинних нуклеотидних послідовностей (секвенування) людського генома. Секвенування всього генома людини в 2000 р в основному завершено.

Однак визначення первинних нуклеотидних послідовностей саме по собі не забезпечує розуміння функціональної значущості цих послідовностей, а є лише передумовою для подальшого вивчення молекулярних механізмів функціонування генів і геному в цілому.

В даний час складено генетична і фізична карта геному людини з високою роздільною здатністю. Число певних генів близько 50 тис., Що близько до теоретично розрахованого числа генів людини.

Розшифровано повна структура нуклеотиднихпослідовностей хромосом і мітохондріального геному людини, а також багатьох тисяч генів, що контролюють спадкові особливості фізіології і хвороби. Використання індивідуальних особливостей геному має великі перспективи в плануванні фізичної підготовки.

В цьому розділі розглядалися макрокомпоненти організму людини (див. Рис. 8.1) - рідкі середовища, білки, вуглеводи, ліпіди, нуклеотиди. Мікрокомпоненти організму людини - вітаміни, гормони, мікроелементи, що функціонують, головним чином, як ефектори, розглянуті у відповідних розділах.

1. Теоретичні основи клініки і діагностики хвороб пульпи зуба. Класифікації хвороб пульпи зуба і періапікальних тканин. Обстеження пацієнта, анатомо-фізіологічні особливості пульпи зуба - стоматологія. Ендодонтія
   Мети. Вивчити анатомічні та фізіологічні особливості пульпи зуба, класифікації хвороб пульного, етіологію, патогенез і патологічну анатомію пульпітів. Вивчити методи обстеження пацієнта з хворобами пульпи зуба і періапікальних тканин. Мал. 1.1. Пульпа зуба. Забарвлення гематоксиліном і еозином
2. Температура тіла - вікова анатомія і фізіологія. Т.2 опорно-рухова і вісцеральні системи
   У спокої температура тіла людини становить близько 37 ° С. Протягом доби вона незначно коливається: при інтенсивній м'язовій роботі - підвищується на кілька градусів, а під час сну - зменшується. У різних ділянках тіла людини температура не однакова. Розподіл внутрішньої температури в різних
3. Таутомерія і деякі інші фізико-хімічні властивості підстав - біохімія
   Перераховані пуринові і піримідинові підстави містять пов'язану систему кратних зв'язків і заступники (групи - ОН і -NH 2 ). Зазначені структурні особливості обумовлюють здатність пуринових і піримідинових основ до різних типів таутомерних перетворень: лакто-лактімномудля оксіпроізводних і
4. Свищі підшлункової залози - факультетська хірургія
   Свищом підшлункової залози називається патологічна зв'язок протоковой системи залози із зовнішнім середовищем (Зовнішній свищ) або внутрішніми порожнистими органами або серозними порожнинами (Внутрішній свищ). Ряд питань, пов'язаних з панкреатичними свищами, розглядався при викладі матеріалу
5. Сучасні методи променевої та ендоскопічної діагностики в абдомінальній хірургії, методи променевого дослідження - факультетська хірургія
   Після вивчення глави студент повинен: знати сучасні методи обстеження хворих; вміти ставити попередній діагноз з подальшим направленням хворих на додаткове обстеження, припускаючи результати дослідження; володіти - способами вибору оптимальних методів апаратних досліджень для діагностики
6. Структурно-функціональна організація нервової системи, нервова тканина, склад і функції нервової тканини - анатомія центральної нервової системи
   В результаті вивчення даного розділу студент повинен: знати особливості зовнішньої та внутрішньої будови нервових і нейрогліальних клітин; функції нервових клітин і принципову організацію найпростіших нейронних ланцюгів; значення основних типів нейрогліальних клітин для нормального функціонування
7. Структурна організація нирок - кровообіг, дихання, видільні процеси, розмноження, лактація, обмін речовин
   Мал. 8.1. Анатомічні особливості нирки Нирки у ссавців зазвичай бобовидной форми, за винятком деяких жуйних: у великої рогатої худоби нирка фрагментована, але у лосів фрагментація більш виражена. Нирки розташовуються на задній черевній стінці за межами черевної порожнини, на рівній відстані
8. Структура м'язових волокон в складі м'яса - цитологія, гістологія і ембріологія
   У морфологічному відношенні м'ясо являє собою складний тканинний комплекс, до складу якого входять м'язова, сполучна (пухка волокниста, жирова, кісткова) тканини, кровоносні і лімфатичні судини, нервові волокна і нервові закінчення. Залежно від типу годівлі, віку, породи та умов утримання