Генный уровень Наименьшей (элементарной) единицей наследственного материала является ген.
Ген – это часть молекулы ДНК, имеющая определенную последовательность нуклеотидов и представляющая собой единицу функционирования наследственного материала.
Ген несет информацию о конкретном признаке или свойстве организма.
У человека имеется около 30 тысяч генов.
Изменение в структуре гена ведет к изменению соответствующего признака. Следовательно, на генном уровне обеспечиваются индивидуальное наследование и индивидуальная изменчивость признаков. Хромосомный уровень
Все гены в клетке объединены в группы и располагаются в хромосомах в линейном порядке. Каждая хромосома уникальна по набору входящих в нее генов. В состав хромосом входят ДНК, белки (гистоновые и негистоновые), РНК, полисахариды, липиды и ионы металлов.
Хромосомный уровень в эукариотических клетках обеспечивает характер функционирования отдельных генов, тип их наследования и регуляцию их активности. Он позволяет закономерно воспроизводить и передавать наследственную информацию в процессе деления клетки.
Геномный уровень Геном – совокупность всех генов, находящихся в гаплоидном наборе хромосом. При оплодотворении два генома родительских гамет сливаются и образуют генотип.
Генотип – совокупность всех генов, заключенных в диплоидном наборе хромосом, или кариотипе. Кариотип – полный набор хромосом, характеризующийся у каждого вида их строго определенным числом и строением.
Геномный уровень отличается высокой стабильностью. Он обеспечивает сложную систему взаимодействия генов. Результатом взаимодействия генов друг с другом и с факторами внешней среды является фенотип. Молекулярные основы наследственности Ген как элементарная единица наследственной информации выполняет определенные функции и обладает определенными свойствами.
Функции генов: управление биосинтезом белка и других веществ в клетке;
контроль за развитием и старением клетки.
Свойства генов:
дискретность: один ген контролирует один признак;
специфичность: каждый ген отвечает строго за свой признак;
стабильность структуры: гены передаются из поколения в поколение не изменяясь;
дозированность действия: один ген определяет одну дозу фенотипического проявления признака;
способность к мутированию (изменению структуры);
способность к репликации (самоудвоению);
способность к рекомбинации (переходу из одной гомологичной хромосомы в другую).
Функциональная классификация генов
Все гены делятся на три группы:
cтруктурные – контролируют развитие признаков путем синтеза соответствующих ферментов;
регуляторные – управляют деятельностью структурных генов;
модуляторные – смещают процесс проявления признаков в сторону его усиления или ослабления, вплоть до полной блокировки.
Особенности строения генов
у прокариотических и эукариотических клеток Клетки в природе делятся на прокариотические и эукариотические. У прокариот ген имеет непрерывную структуру, т.е. представляет собой часть молекулы ДНК.
У эукариот ген состоит из чередующихся участков: экзонов и интронов. Экзон – информативный участок, интрон – неинформативный. Число интронов у разных генов неодинаково (от 1 до 50).
Экспрессия (проявление действия) гена в процессе синтеза белка Весь процесс синтеза белка условно делится на три этапа: транскрипция,
процессинг и трансляция.
Транскрипция
Транскрипция – процесс переписывания информации с молекулы ДНК на и-РНК. Протекает в ядре.
Молекула ДНК состоит из двух спирально закрученных нитей. Каждая нить представлена последовательностью нуклеотидов, а каждый нуклеотид состоит из углевода (пентозы), азотистого основания и остатка фосфорной кислоты.
Каждая нить молекулы ДНК имеет два конца – гидроксильный (3) и фосфатный (5). Нити расположены по отношению друг к другу антипараллельно.
Синтез и-РНК в клетке всегда идет от фосфатного конца к гидроксильному. Поэтому матрицей для транскрипции служит одна нить ДНК, обращенная к синтезирующему ферменту своим гидроксильным концом; она называется кодогенной, или информативной (а другая нить, соответственно, некодогенной, или неинформативной). Транскрипция делится на три периода:
инициация,
элонгация,
терминация.
Инициация – начало синтеза и-РНК.
Синтез и-РНК осуществляется при помощи фермента – РНК-полимеразы. У прокариот имеется только один вид этого фермента, у эукариот – пять видов. Сущность инициации состоит в том, что фермент РНК-полимераза отыскивает в молекуле ДНК стартовую область – промотор и прикрепляется к ней. Это происходит в течение 15-20 секунд.
Элонгация –
синтез молекулы и-РНК из свободных нуклеотидов по принципу комплементарности: аденину соответствует урацил, а цитозину – гуанин. За 1 секунду выстраивается около 50 нуклеотидов. Синтез и-РНК одновременно протекает в нескольких участках молекулы ДНК. Образующиеся фрагменты называются транскриптоны. В последующем они объединяются.
Терминация –
завершение синтеза и-РНК.
Происходит тогда, когда РНК-полимераза встречается с особым участком молекулы ДНК – терминатором.
У прокариот в роли терминатора выступают участки молекулы ДНК, имеющие «симметричное» строение – они одинаково читаются в обе стороны от центра. Такие участки называются палиндромами. Фрагмент и-РНК, синтезированный на таком участке, в последующем складывается вдвое в виде шпильки. Образование "шпильки" является сигналом для завершения синтеза и-РНК. У эукариот "шпильки" не образуются. Вероятно, терминация у них протекает иначе. 2. Про перейти в каталог файлов
| Образовательный портал
Как узнать результаты егэ
Стихи про летний лагерь
3агадки для детей |