Ген – структура и функции

В соответствии с современными представлениями ген – это участок молекулы ДНК (у некоторых вирусов РНК), кодирующий первичную структуру полипептида, молекулу транспортной или рибосомальной РНК или взаимодействующий с регуляторным белком.

При рассмотрении данного материала нужно понять, что представления о гене и его функциях менялись по мере накопления информации. На первых этапах ген считался неделимой единицей функции, рекомбинации и мутирования. В настоящее время существует классификация генов, сделанная в соответствии с участием фрагментов ДНК в различных функциях: репликон, мутон, цистрон, оперон.

Репликон – участок цепи, который копируется в процессе репликации.

Мутон – участок ДНК, приводящий к появлению мутации. Поскольку мутация может проявиться и при замене одиночных оснований, то минимальный мутон может состоять из одного нуклеотида.

Структурные гены несут информацию о белке, р-РНК и т-РНК, но для ее реализации (проявления функции) в ДНК существуют специальные функциональные участки: промотор – место посадки фермента РНК- полимеразы для синтеза и-РНК; оператор – место присоединения регуляторного белка, включающего или подавляющего транскрипции..

Цистрон - участок ДНК, несущий структурный ген с регуляторными участками.

Оперон - участок ДНК, содержащий информацию о наборе полипептидов и регуляторных элементов, обеспечивающих выполнение функции организма. На рисунке 7 показаны схемы структуры цистрона оперона. Например, lac-оперон кишечной палочки Escherihia coli кодирует структуру трех ферментов, сбраживающих молочный сахар лактозу.

А

Промотор Структурный ген

РНК-полимераза

Б

Промотор Оператор Структурные гены

А В С

РНК-полимераза

Рис. 7. Схема строения ДНК. А – цистрон; Б – оперон.

Литература: [1 – с.119-122]; [2 – 48-59]; [3 – с.101-104].

Вопросы для самопроверки

1. Приведите доказательства роли ДНК в передаче наследственного материала организма.

2. Опишите структуру молекул ДНК и их строение. В каком направлении синтезируются цепи ДНК?

3. Какую структуру имеют нуклеотиды?

4. Что такое правило Э. Чаргаффа и коэффици­ент специфичности видов?

5. Какие виды РНК существуют в клетке и каковы особенности их строения?

6. Как осуществляется репликация ДНК и в какие периоды жизни клетки она происходит?

7. Что такое процесс трансляции?

8. Как происходит процесс трансляции?

9. Что такое генетический код и каковы его свойства?

10. Опишите классификацию генов, сделанную по функциональному принципу, а также функции и строение отдельных фрагментов ДНК.

11. В чем сущность центральной догмы молекулярной биологии?