Главная > Шпаргалки по биологии > Медицинская биология > Строение гена
???ПОИСК РЕФЕРАТОВ ЗДЕСЬ???

Структура гена

Строение гена

структурные гены

регуляторные гены

гены синтеза тРНК и рРНК

• мобильные генетические элементы

Ген является элементарной структурно-функциональной единицей наследственности, определяющий развитие определенной признаки клетки или организма. Результате передачи генов в ряду поколений обеспечивается преемственность признаков родителей.

Г. Мендель был первым, кто в 1865 г. Утверждал о единице наследственности, он назвал ее "наследственным фактором "Слово" ген "было введено В. Иоганн - Сеном в 1909 г. для обозначения единицы наследственности, занимающий особое место (локус) в хромосоме. В 1948 Дж. Бидл и-Е. Тейтем предложили гипотезу "Один ген - один белок" и рассматривали ген как единицу наследственного материала, содержащего информацию для образования одного белка. Согласно современной концепции, гены - это участки ДНК, имеют уникальную последовательность нуклеотидов, кодирующих определенные иРНК, тРНК или рРНК. С помощью трех разновидностей РНК происходит синтез белков, которые осуществляют метаболизм и обусловливают развитие признаков. Ген - это минимальное количество наследственного материала необходим для синтеза определенной РНК. Минимальные размером гены состоят из нескольких десятков нуклеотидов, например, гены тРНК. Гены больших макромолекул рРНК и иРНК содержат несколько сот и даже тысяч нуклеотидов. Наличие генов оказывается присутствии определенных белков клетки или признаков организма. Большая часть генов клеток находится в репрессированному (Неактивном) состоянии. Примерно 5-10% генов дерепресованные (активные) и могут быть транскрибировано. Количество и качество функционирующих генов зависит от тканевой принадлежности клеток, периода их жизненного цикла и стадии индивидуального развития. Организация генов эукариотпив в хромосомах. Каждая интерфазных хромосома имеет одну молекулу ДНК, содержащей большое количество генов.

Геном человека содержит 3,5 х 109 нуклеотидных пар, которых достаточно для образования 1,5 млн. генов. Однако исследования показывают, что организм человека имеет примерно 35000-40000 генов. Это означает, что в организме используется только около 1% нуклеотидных последовательностей ДНК, только 1% записанной информации. Значительная часть генома используется для осуществления процессов эмбрионального развития, дифференцировки, роста и в дальнейшем не экспрессируется. Другая часть избыточной ДНК входит в состав интронов. И еще большая часть ДНК представлена ??многочисленными повторами последовательностей, не имеющих содержания (сателлитная ДНК). Таким образом, ДНК эукариот можно разделить на два типа последовательностей нуклеотидов. Это неповторимы (уникальные) и повторяющиеся последовательности. К первому типу относятся гены, кодирующие белки. Повторяющиеся последовательности встречаются с частотой от 2 до 107 на одну клетку. У млекопитающих более половины геномной ДНК принадлежит к типу уникальных последовательностей. Гены в ДНК расположены в линейном порядке. Каждый ген имеет свое местоположение (локус). Теломерные и Центромерна участки хромосом не содержат генов. Аналогичное расположение аллелей характерно для гомологической хромосомы. По способам организации нуклеотидов в ДНК, ее можно разделить на следующие фрагменты:

1) структурные гены,

2) регуляторные гены,

3) сателлитная ДНК,

4) Спейсерная ДНК,

5) кластеры генов;

6) повторяющиеся гены.

В зависимости от структуры и функций нуклео- тидни последовательности могут быть нескольких типов. Структурные гены несут информацию о структуре определенных полипептидов. Из этих участков ДНК транскрибируется ИРНК, которая направляет синтез белков. Регуляторные гены контролируют и регулируют процесс биосинтеза белка. Сателлитная ДНК содержит большое количество повторяющихся групп нуклеотидов, не имеют смысла и не транскрибируются. Единичные гены среди сателлитной ДНК, конечно, имеют регуляторную или усиливающее воздействие на структурные гены. Кластеры генов - это группы различных структурных генов в определенной участке хромосомы, объединенные общими функциями. Например, кластеры пяти различных гистонов повторяются 10-20 раз. Между такими кластерами находятся большие спейсерные участки, не транскрибируются. их роль до конца не выяснена. Повторяющиеся гены - один и тот же ген многократно повторяется (несколько сотен раз), не отделяясь друг от друга, они создают тандемы. Например, гены рРНК.

Молекулярная организация генов эукариот. Установление структуры генов эукариот является одним из главных открытий конца XX в. Доказано, что структурный ген, кодирующий белок, имеет очень сложное строение гена. Рассмотрим принцип его организации на примере гена (С-цепи гемоглобина). В начале гена расположены участки регуляции гена. Сначала расположен участок промотора, ответственная за присоединение РНК-полимеразы и последующей инициации транскрипции. Неспецифические участка регуляции называют TATA-БОКС, состоящая из многократно повторяющегося тимина и аденина.

Установлено, РНК-полимераза присоединяется к этой последовательности так, что ее активный центр располагается над первый нуклеотид, который считывается. Этот участок состоит из сайта-распознавания, сайта-связывающей и сайта-инициации. Комбинация нуклеотидов в промоторе специфическая и при нарушении рамки считывания образует "стоп"-кодона, что приводит к прекращению транскрипции. В области промотора расположен оператор, который может присоединять факторы регуляции транскрипции. Далее расположена CTR последовательность ТТГЦТТАЦ, на которой инициируется транскрипция и образуется 5'-начальный участок РНК (Сайт-инициации транскрипции). Впоследствии расположен кодон ТАЦ (сайт-инициации) появляется в образованной иРНК. Между сайтом транскрипции и сайтом трансляции лежит промежуточная участок ДНК, состоящий с 50 пар оснований и называется лидерного последовательностью. Далее появляется часть структурного гена, состоящего из экзонов и интронов. Сначала расположен экзон, содержащий 90 пар оснований, кодирующих с первой по 30 аминокислоты Р-цепи гемоглобина. Далее находится интрон, состоящая из 130 пар оснований, он не кодирует аминокислоты.

За ним находится экзон, состоящий из 222 пар основ, кодирующих аминокислоты с 31 по 104. Далее расположен интрон, состоящий из 850 пар основания, за ним экзон, содержащий 126 пар оснований, которые кодирующих аминокислоты 105-146. После этого - ко- дон-терминации трансляции ТАА. Затем трейлер и сайт полиаденилування ААТААА, который необходим для присоединение к РНК-транскрипта "хвоста" поли-А, состоящий примерно из 200-300 аденилових остатков. Этот участок ДНК необходима для прекращения транскрипции. Последовательность терминатора транскрипции начинается сразу за поли-А участком и состоит примерно из 1000 нуклеотидов. Эта последовательность вместе с поли-А останавливает процесс транскрипции.

 



Наши партнеры:

Посетите сайты наших друзей и партнеров:

1) Сайт рефератов и шпаргалок;

2) Українська база рефератів;

3) Сайт рефератов и лекций;

Мы в Google+