Ген представляет собой последовательность нуклеотидов ДНК размером от нескольких сотен до миллиона пар, в которых закодирована генетическая информация о первичной структуре белка (число и последовательность аминокислот). Для регулярного правильного считывания информации в гене должны быть: код он инициации, смысловые кодоны и код он термина-нации. Три подряд расположены нуклеотиды представляют собой кодон, что и определяет, какая аминокислота будет располагаться в определенной позиции в белке. Например, в молекуле ДНК последовательность TAC является ко доном для аминокислоты метионина, а последовательность ТТТ кодирует фенилаланин.

Для прокариотических организмов характерна относительно простая структура генов. Так, структурный ген бактерии, фага или вируса, как правило, контролирует лишь одну ферментативную реакцию. Специфической для прокариот является оперонна система организации нескольких генов. Гены одного оперона (участки генетического материала, состоящий из одного, двух и более сцепленных структурных генов, кодирующих белки (ферменты), которые осуществляют последовательные этапы биосинтеза какого-либо метаболита). Оперона прокариотических организмов расположены в кольцевой хромосоме бактерии рядом и контролируют ферменты, осуществляющие последовательные или близкие реакции синтеза (лактазной, гистидиновий и другие оперона).

Оперон начинается и заканчивается регуляторными участками - промотором в начале и терминатор в конце. Благодаря этому все гены, входящие в состав оперона, могут синтезировать свои продукты вместе.

Концепция оперона была предложена 1961 французскими учеными Франсуа Жакобом и Жаком Моно, за что они получили Нобелевскую премию 1965

Структура генов в бактеориофагов и вирусов, в основном, схожа с бактериями, но более усложнена и связанная с геномом хозяев. Например, в фагов и вирусов обнаружено перекрывание генов, а полная зависимость вирусов эукариот от метаболизма клетки-хозяина привела к появлению экзон-интронов в структуре генов.

А вот к оперона эукариотических организмов входит, как правило, только один структурный ген и его регуляторные элементы. Еука-патриотический гены, в отличие от бактериальных, имеют прерывистую мозаичное строение. Кодирующие последовательности (экзоны) перемежаются с некодирующих (интроны). Экзон (от англ. Ехоп - выражение, выразительность) - участок гена, несущий информацию о первичной структуре белка. В гене экзоны разделены некодирующих участками - ин-тронами. Интрон (от лат. Inter - между) - участок гена, не несет информации о первичной структуре белка и расположена между кодирующей участками - экзонов. В результате подобной структуры гены эукариот имеют более длинную нуклеотидную последовательность, чем соответствующая зрелая и-РНК, последовательность нуклеотидов в которой соответствует последовательности экзонов. В процессе транскрипции информация о гене списывается с ДНК на промежуточную и-РНК, состоящую из экзонов и интронов. Затем специфические ферменты - рестриктазы - разрезают эту про-и-РНК по границам экзон-интрон, после чего екзонни участки ферментативно соединяются вместе, образуя зрелую м-РНК (этот процесс называется сплайсинг). Количество интронов может варьировать в разных генах от нуля до многих десятков, а длина - от нескольких пар оснований до нескольких тысяч.

Наряду со структурными и регуляторными генами в эукариотических организмов обнаружены участки повторяющихся нуклеотидных последовательностей, функции которых изучены недостаточно, а также мигрирующие элементы (мобильные гены), способные перемещаться по геному. Найдены также так называемые псевдогены в эукариот, которые представляют собой копии известных генов, которые работают в других частях генома и лишенные интронов или инактивированные мутациями.

IV. Обобщение, систематизация и контроль знаний и умений учащихся

Дать ответы на вопросы:

1. Какие особенности строения имеют гены прокариотических организмов?

2. Что такое оперон?

3. Какие особенности строения имеют гены эукариотических организмов?

4. Как регулируется работа генов эукариотических организмов?


Загрузка...
Яндекс.Метрика Google+