Головна
Cоціологія || Гуманітарні науки || Мистецтво та мистецтвознавство || Історія || Медицина || Науки про Землю || Політологія || Право || Психологія || Навчальний процес || Філософія || Езотерика || Екологія || Економіка || Мови та мовознавство
ГоловнаМедицина → Генетика в 2 ч. Частина 1
««   ЗМІСТ   »»

ТОНКА СТРУКТУРА ГЕНА

Історія відкриття гена і його структури

Проблема гена - центральна проблема генетики. Поняття гена як дискретної одиниці, виявленої розробленим Г. Менделем методом гибридологічного аналізу, ввів В. Иоганнсен в 1909 р Він не пов'язував це поняття з будь-якими гіпотезами про його сутність і матеріальну природу.

У наступний період самі гени - ділянки молекул ДНК - стали об'єктами і «робочими інструментами» генної інженерії і біотехнології. Розшифровано первинна структура багатьох тисяч генів, з'ясовані основні риси і особливості їх будови у різноманітних об'єктів. Ці відомості зберігаються в комп'ютерних банках інформації, що поповнюються і використовуваних вченими всього світу.

В даний час ген визначають як ділянку молекули ДНК (у деяких вірусів - РНК), що кодує первинну структуру поліпептиду, молекули транспортної або Хвороби або взаємодіє з регуляторним білком.

Згідно з уявленнями класичної генетики довгий час панувала думка, що ген - неподільна одиниця функції, рекомбінації і мутації. Гени уподібнювала бусинкам, сполученим якимось чином в хроматиді хромосоми. Ці погляди базувалися на основних критеріях алелізм (рекомбінаційному і функціональному), за допомогою яких мутаційні зміни відносили до одного і того ж або до різних генам. Зокрема, рекомбінаційний критерій алелізм свідчив: якщо мутації НЕ рекомбінують, то вони алельних, т. Е. Зачіпають один і той же ген.

У 1928 р Н. П. Дубінін при вивченні відкритого ним явища ступеневої алелізм у дрозофіли, що проводиться в лабораторії Л. С. Серебровско- го, сформулював ідею про складну структуру гена як про матеріальну системі, в якій окремі частини представлені матеріальними Субструктура. На основі вивчення у дрозофіли ступеневої аллеломорфізма локусу sc-ac (.scute-achaete), Який контролює розвиток щетинок, вперше вдалося побудувати лінійний план гена sc-ac. Крім того, Н. П. Дубиніним був зроблений висновок про те, що ген sc-ac складається з більш дрібних елементів - центрів. Передбачалося, що в разі мутації змінюється не весь ген, а лише окремі його центри.

На підставі результатів проведених досліджень була сформульована центрова теорія гена, згідно з якою ген складається з окремих функціональних ділянок - центрів, здатних незалежно змінюватися при мутаціях.

Великий внесок у вивчення структури і функції гена внесли на початку 1940-х рр. Дж. Білл і Е. Тейтум, які вперше виявили біохімічні мутації у нейроспори (N. crassa). Ними було висунуто прін1щп «один ген - один фермент», який означав, що кожен ген контролює синтез будь-якого ферменту. Цей принцип визнач ;! подальшу методологію дослідження, згідно з якою необхідно вивчати не тільки мутанти і відповідні гени, але і контрольовані ними білки-ферменти. Це дало початок новому напрямку в генетиці - розробці систем «ген- фермент», що сприяло конкретизації уявлень про ген, його структуру та функції.

У 1955-1961 рр. американський генетик С. Бензер з співробітниками детально вивчили тонку структуру фага Т4, що вражає кишкову паличку. Вони провели аналіз молекулярної будови області ДП в хромосомі бактеріофага Т4 і представили картину складної будови гена на рівні молекул ДНК. В ході експериментів були зіставлені розмірності генетичної карти бактеріофага і молекулярних структур, відповідальних за зберігання і передачу спадкової інформації, т. Е. Нуклеотидних пар молекули ДНК. Провівши розрахунки, дослідники прийшли до висновку, що мінімальний ділянку, змінюється в результаті мутації, складається з декількох нуклеотидів. С. Бензер ввів ряд терм шов: цистрон - генетична одиниця функції (синонім гена), мутон - одиниця мутації, рікою - одиниця рекомбінації.

Подальші дослідження показали, що рекомбінація може розділяти сусідні пари нуклеотидів і що найменша ділянка ДНК, який змінюється при мутації, - це пара нуклеотидів. З цієї причини введені С. Бензер терміни мутон і рекон не набули широкого поширення.

Безсумнівним досягненням роботи С. Бензера з співробітниками була також розробка методу перекриваються делеций для внутрігенних картування, завдяки чому з'явилася можливість «насичувати» генетичну карту мутаціями. В межах двох генів і В) локусу ДП ними було картіровано понад 2 000 мутацій. Для точної локалізації такого числа мутацій методом парних схрещувань мутантів треба було б провести близько 2 млн схрещувань, що практично неможливо. Використання ж делеций при картуванні дозволило замінити кількісний облік частоти рекомбінації якісним тестом (при схрещуванні точ- кового і делеционного мутантів рекомбінанти можуть з'явитися тільки в тому випадку, якщо ділення не перекриває ділянку, в якому локалізована точкова мутація).

Отже, ген - це послідовність нуклеотидів, яка виконує певну функцію в організмі, наприклад послідовність нуклеотидів, що кодує поліпептид тРНК або забезпечує транскрипцію іншого гена.

Структурною одиницею мутації і рекомбінації гена є одна пара нуклеотидів (або один нуклеотид в разі геномів, що складаються з одноланцюгових ДНК або РНК). Для позначення локалізації мутацій в межах гена застосовують термін сайт (Англ, site - місце; біохімічно активний центр). Він включає одну пару нуклеотидів.

Розмір генів, що контролюють синтез різних білків, неоднаковий. Він залежить від числа молекул амінокислот, що входять в синтезируемую по- ліпептідную ланцюг. Як вже зазначалося вище, на кожну амінокислоту доводиться по три пари нуклеотидів ДНК, т. Е. По одному кодону мРНК. Розміри поліпептидів варіюють в широких межах: число складових їх амінокислот коливається від 50 до кількох тисяч. Отже, кількість пар нуклеотидів, що входять в гени, які контролюють синтез білків, варіює в діапазоні від 150 до кількох тисяч. Одні з найбільш коротких - гени, що кодують тРНК. Молекули всіх прокаріотичних і еукаріотичних тРНК містять близько 80 нуклеотидів і характеризуються дуже подібними вторинної і просторової структурами, які можна схематично представити у вигляді конфігурації конюшини. Але є і дуже довгі гени. Середній розмір кодує ділянки гена становить приблизно 1 200 пар нуклеотидів. Таким чином, ген - дуже складна структура.

  1. Центральні і периферичні лімфоїдні органи - біохімія частина 2.
    Імунний захист здійснюється двома видами клітин: Т- і В-лімфоці- тами, які утворюються зі стовбурових клітин кісткового мозку. До центральним органам імунного захисту відноситься тимус, або вилочкова залоза, а також сумка Фабриціуса (Bursa Fabricii). Остання знаходиться тільки у птахів, але
  2. Центральна регуляція вісцеральних функцій - вікова фізіологія і психофізіологія
    Здійснюється в ЦНС за ієрархічним принципом. Прості рефлекси (наприклад, скорочення повного сечового міхура або спорожнення прямої кишки) замикаються на рівні спинного мозку. Більш складні рефлекси (наприклад, що регулюють дихання і АТ; зрачковая реакція на світло і акомодація ока) інтегровані
  3. Тромбоцити - фізіологія людини і тварин
    тромбоцити (Кров'яні пластинки) є найдрібнішими клітинними елементами крові. Вони являють собою диски неправильної форми, діаметр яких (в напрямку найбільшої довжини) дорівнює 1-4 мкм, а товщина - 0,5-0,75 мкм. Освіта тромбоцитів відбувається в червоному кістковому мозку шляхом отшнуровиванія
  4. Травми живота - факультетська хірургія
    Пошкодження органів живота - найбільш часта причина смерті молодих людей з політравмою, отриманої при дорожньо-транспортних пригодах. При закритих травмах живота ризик ускладнень і летального результату значно вище, ніж при проникаючих пораненнях. Найбільш часто це пов'язано з неадекватною
  5. Травлення в тонкому кишечнику, будова і функції тонкого кишечнику - вікова анатомія і фізіологія. Т.2 опорно-рухова і вісцеральні системи
    Потрапивши з шлунка в тонкий кишечник , злиденна перетравлюється кишковим соком, ферментами соку підшлункової залози і жовчю. Тонкий кишечник ділиться на дванадцятипалу , худу і клубову кишки. Загальна довжина тонкого кишечника - 5-6 м. Дванадцятипала кишка має довжину 15-30 см, в неї впадають
  6. Транспозиції - генетика
    Транспозиції представляють собою переміщення невеликих ділянок генетичного матеріалу в межах однієї хромосоми або між різними хромосомами. Транспозиції відбуваються за участю особливих рухомих або мігруючих генетичних елементів. Вперше мігруючі генетичні елементи були описані Б. Мак-Клінток
  7. Трансляція - біохімія частина 2.
    Трансляція здійснюється в клітинах при допомозі складної білок-сінтезі- рующей системи. Окремі компоненти цієї системи асоціюють в єдину структуру в міру її функціонування і разобщаются по закінченню синтезу. До складу білок-сінтезіруюшей системи входять наступні структури: рибосоми
  8. Тотипотентність ядра соматичної клітини - генетика
    Дж. Гердон продемонстрував можливість повного розвитку Хепорш! Aevis на основі генетичної інформації ядра соматичної клітини. незапліднені яйця X. 1аеу1л опромінювали великими дозами ультрафіолетового світла і таким чином вбивали їх ядра. Потім в енуклєїрованноє яйце ін'єктували ядро з епітелію
© 2014-2021  ibib.ltd.ua