Функциональные единицы генов

◊ Цистрон (автор Бензер) – это участок ДНК (т.е. это единица функции гена), кодирующий одну полипептидную цепь. Если белок состоит из нескольких разных полипептидных цепей (субъединиц), то его ген включает несколько цистронов. Цистрон по величине он примерно равен гену. При выполнении основной функции — программировании синтеза белка — ген выступает как целостная единица (цистрон), изменение которой вызывает перестройку структуры белковой молекулы.

◊ Рекон- единица рекомбинации (обмен участками гомологичных хромосом в профазе мейоза I).

◊ Мутон – единица мутации.

Минимальные размеры мутона и рекона равны одной паре нуклеотидов.

◊ Транскриптон – еденица считывания генетической информации у эукариот.

◊ Оперон -единица считывания информации у прокариот.

◊ Репликон – единица репликации молекулы ДНК; участок молекулы ДНК от точки начала одной репликации до точки начала другой. Бактериальная хромосома содержит один репликон, а эукариотическая –содержит много репликонов.

В настоящее время элементарной структурной единицей гена считают пару нуклеотидов, а функциональной — кодон.

Кодон (триплет) — наименьшая функциональная единица гена, состоящая из трех рядом расположенных нуклеотидов, кодирующая присоединение одной ами­нокислоты.

 

6. Матричный синтез (последовательная передача генетической информации в клетке).

Передача генетической информации в клетке основана на матричных процессах:

◊ репликации,

◊ транскрипции,

◊ трансляции.

Репликация. Синтез дочерней цепи (репликация) молекулы ДНК происходит по матрице одной из двух родительских цепей с образованием новой двухцепочной молекулы ДНК. Такой способ репликации называется полуконсервативным

Транскрипция. Синтез молекулы РНК совершается в процессе транскрипции ДНК по матрице одной из двух цепей ДНК. Такая матричная (информационная) иРНК может рассматриваться как посредник между ДНК и белком.

Трансляция. При синтезе белков генетическая информация, закодированная в последовательности триплетов азотистых оснований (кодонов), транслируется (передается) в аминокислотную последовательность полипептидных цепей (т.е. передача генетической информации с иРНК на белок). Биосинтез белка происходит на цитоплазматических структурах, называемых рибосомами.

Генетическая информация передается от нуклеиновых кислот к белку и никогда не передается в обратном порядке от белка к нуклеиновым кислотам:

 

РНК –вирусы могут выстроиться в молекулу ДНК хозяина только с помощью фермента, получившего название обратной транскриптазы (ревертазы).Следовательно, у таких вирусов генетическая информация реализуется по схеме: .

7. Регуляция синтеза белка. Регуляция синтеза белка осуществляется на всех этапах этого процесса: транскрипции, трансляции и посттрансляционной модификации (см. синтез белка). При этом контролируется не только тип образующегося белка, но и его количество, а также работа уже сформированных белковых молекул

 

8. Рекомбинация. Образование новых сочетаний генов происходит в результате обмена участками между гомологичными последовательностями ДНК (кроссинговер). В процессе короссинговера происходит обмен участками между гомологичными хромосомами.

9. Мутационный процесс. Мутации могут возникнуть как в регуляторных, так и кодирующих участках генов. Наиболее значимы мутации в кодирующих областях, так как приводит к изменению структуры первичного продукта гена (РНК или белка)(см. тему мутац. изменчивость).

10. Репарация (восстановление)- это восстановление поврежденной структуры молекулы ДНК.

Этот процесс может быть одноэтапным и многоэтапным, происходит как на свету (фоторепарация), так и в темноте (эксцизионная (вырезающая репарация)). Она осуществляется специфическими ферментами клетки и имеет несколько разновидностей.