Вопрос 2.18. Теория гена. Свойства гена

Вопрос 2.17. Ген (определение), тонкая структура гена.

Ген — структурная и функциональная единица наследственности, контролирующая развитие определённого признака или свойства.

Сеймур Бензер исследовал тонкую структуру гена с помощью фагов Т4, среди которых ему удалось выделить редкие внутригенные рекомбинанты. Бензер сосредоточил внимание на классе мутантов r — rII. Они растут и образуют большие стерильные пятна на штамме Е. coli В, но не растут на штамме Е. coli К. В отличие от них дикие формы rII+ растут и на В, и на К. Бензер обнаружил сотни новых мутантов rII,, которые оказались полезными не только для составления карты, но и для уточнения того, что же, собственно, представляет собой ген.

Тонкая структура гена. В типичном эксперименте по составлению карты штамм В бактерий заражают двумя различными мутантами rII и получают потомство, состоящее в основном из тех же двух типов мутантов, как и родители, но и, кроме того, из нескольких рекомби-нантов. Общее число фагов определяется в результате подсчета стерильных пятен на штамме В. Если выращивать потомство на штамме бактерий К, то мутан-тные типы вымирают и остаются только рекомби-нантные, так что появляется возможность установить более точное их соотношение1. Бензер доказал, что рекомбинации происходят в основном между аллелями внутри локуса rII, и смог определить генетическое расстояние между каждыми двумя му-тантными участками (сайтами) и даже составить карту этих аллелей. Небольшая часть этой карты выглядит следующим образом: Каждый квадратик на карте означает аллель, отдельный от других аллелей; квадратики один над другим означают аллели, которые невозможно разделить, и, следовательно, они представляют собой мутации, возникающие в одной и той же позиции. Отсюда ясно, что Бензер создал карту, на которой ген можно поделить на различные участки, и каждый участок, по всей видимости, соответствует отдельной нуклеотидной паре ДНК. Предложенная Бензером схема подтверждает также важное предположение о строении генов. Так как гены находятся в ДНК, было высказано предположение, что при синтезе белка последовательность оснований ДНК просто читается по порядку друг за другом. Но можно было предположить и другое: ген представляет собой отдельный «узел» ДНК, кодирующий белок каким-то более сложным способом. Результаты, полученные Бензером, доказывают, что ген обладает простой, линейной структурой, и это согласуется с самой простой гипотезой о функционировании ДНК.

В результате исследований элементарных единиц наследственности сложились представления, носящие общее название теории гена. Основные положения этой теории сводятся к следующему: Ген занимает определенный участок (локус) в хромосоме. Ген (цистрон) - это часть молекулы ДНК, представляющая собой определенную последовательность нуклеотидов и являющаяся функциональной единицей наследственной информации. Число нуклеотидов, входящих в состав различных генов, неодинаково. Внутри гена могут происходить рекомбинации и мутирование. Существуют структурные и функциональные гены. Структурные гены кодируют синтез белков, но ген не принимает непосредственного участия в синтезе белка. ДНК - матрица для синтеза молекул и-РНК. Функциональные гены контролируют и направляют деятельность структурных генов. Расположение нуклеотидных триплетов в структурных генах коллинеарно последовательности аминокислот в полипептидной цепи, кодируемой данным геном. Молекулы ДНК, входящие в состав гена, способны к репарации, поэтому не всякие повреждения гена ведут к мутациям. Генотип, будучи дискретным (состоящим из отдельных генов), функционирует как единое целое. На функцию генов оказывают влияние как внутриклеточные факторы, так и факторы внешней среды.

Свойства гена:

1.дискретность — несмешиваемость генов; 2.стабильность — способность сохранять структуру; 3.лабильность — способность многократно мутировать; 4.множественный аллелизм — многие гены существуют в популяции во множестве молекулярных форм; 5.аллельность — в генотипе диплоидных организмов только две формы гена; 6.специфичность — каждый ген кодирует свой признак; 7.плейотропия — множественный эффект гена; 8.экспрессивность — степень выраженности гена в признаке; 9.пенетрантность — частота проявления гена в фенотипе; 10.амплификация — увеличение количества копий гена.

Дата добавления: 2015-04-23