Гены - SMS, посланные в будущее Проект юных биологов Руководитель Караваева Н.М. Гимназия 1 имени А.Н.Барсукова
Цель исследования Выяснить особенности строения и функционирования гена.
Основные положения теории гена 1. Ген занимает определённое место (локус) в хромосоме. 2. Ген часть молекулы ДНК, которая имеет определенную последовательность нуклеотидов, являет собой функциональную единицу наследственной информации. Количество нуклеотидов, которые входят в состав разных генов разное. 3. Внутри гена могут осуществляться рекомбинации и мутации. 4. Существуют структурные и функциональные гены. 5. Структурные гены кодируют синтез белков, но ген не принимает непосредственного участия в синтезе белка. ДНК - матрица для синтеза молекул и-РНК.. 6. Функциональные гены контролируют и направляют работу структурных генов. 7. Расположение триплетов, состоящих из нуклеотидов, в структурных генах коллинеарно последовательности аминокислот в полипептидной цепи, кодируемой данным геном. 8. Молекулы ДНК способны к репарации, поэтому не всякие повреждения гена ведут к мутациям. 9. Генотип состоит из отдельных генов (дискретный) все гены функционирует как единственное целое. На функцию генов влияют как внутренние факторы так и факторы внешней среды.
Ген эукариот
Обязательные элементы гена эукариот Регуляторные элементы Промотор Терминатор Структурная часть
Регуляторные элементы располагаются в начале и в конце гена определяют, когда, при каких обстоятельствах и в каких тканях будет работать этот ген существуют особые регуляторные элементы: ускоряющие транскрипцию: энхансеры (англ. to enhance увеличивать, усиливать, усугублять) замедляющие ее сайленсеры (англ. to silence заставить замолчать, заглушать).
Модель функционирования регуляторных участков гена
Промотор Перед структурной частью гена располагается промотор (лат. promoveo продвигаю) последовательность нуклеотидов ДНК, к которому прикрепляется ферментативный комплекс РНК-полимераза, вызывающий синтез иРНК на этом гене.
Терминатор Сразу за структурной частью располагается терминатор (лат. termino разграничиваю, разделяю) один из трех стоп- кодонов (АТЦ, АТТ, АЦТ), определяющий остановку транскрипции и конец синтеза иРНК.
Структурная часть гена содержит информацию о первичной структуре соответствующего белка. характеризуется прерывистостью, или мозаичностью строения, структурных частей многих генов: экзоны - информативные участки кодируют последовательности аминокислот, интроны - неинформативные участки После транскрипции те участки предшественника иРНК, которые соответствуют неинформативным участкам гена, вырезаются
Схема реализации наследственной информации у эукариот
Реализация наследственной информации у эукариот Во время транскрипции считывается вся структурная часть гена эукариот, содержащая как экзоны, так и интроны. В ходе созревания иРНК (процессинга, англ. process подвергать какому-то процессу, обрабатывать) в молекуле незрелой иРНК вырезаются и удаляются участки, считанные с интронов, а те фрагменты, что были считаны с экзонов, соединяются в одну общую последовательность. Происходит их сшивка (сплайсинг, англ. splice соединять, сращивать). Именно поэтому незрелая иРНК существенно длиннее, чем зрелая иРНК.
Схема реализации наследственной информации у прокариот
Выводы Ген представляет собой сложную микросистему, обеспечивающую жизнедеятельность клетки и организма в целом. Теория гена составляет основу генетической инженерии. Ген – информация о настоящем для будущих поколений.