Что у гена на уме?

Что у гена на уме?
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 стопкодонов (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.