химический каталог




ГЕН

Автор Химическая энциклопедия г.р. И.Л.Кнунянц

ГЕН (от греческого genos-род, происхождение), участок молекулы ДНК (в некоторых случаях РНК), в котором закодирована информация о биосинтезе одной полипептидной цепи с определенной аминокислотной последовательностью. ГЕН-единица наследств. материала, обеспечивающая формирование к.-л. признака организма и его передачу в ряду поколений. Контролируют все клеточные процессы на молекулярном уровне, обеспечивая биосинтез белков, в первую очередь ферментов. Если белок состоит из более чем одной полипептидной цепи, синтез каждой из них контролируется самостоятельным ГЕН

Для ГЕН характерна определенная последовательность нуклеотидов, образующих набор триплетов (см. Генетический код). Последние определяют порядок расположения аминокислот в молекуле белка. Сам ГЕН не принимает непосредств. участия в его синтезе. ДНК служит лишь матрицей для построения (транскрибирования) молекулы матричной, или информационной, РНК (соответственно мРНК, или иРНК), в к-рую передается код ГЕН (см. Транскрипция). В рибосомах осуществляется "перевод" кода мРНК в аминокислотную последовательность синтезируемого на них белка (трансляция). Благодаря биологическое действию синтезируемых белков осуществляется экспрессия ГЕН, т.е. развитие определяемого им признака.

Между ГЕН и признаком организма не существует простого соотношения. Все сложные признаки (например, способность слышать) контролируются многими ГЕН Вместе с тем один ГЕН способен оказывать влияние на развитие сразу несколько признаков. ГЕН может существовать в несколько формах (аллелях), определяющих различные варианты контролируемого им признака, например цвет глаз. Аллели обусловливают явление доминирования, когда качеств. выражение признака у потомства соответствует аллельной форме только одного из родителей. Такая аллель отражает доминантное состояние ГЕН Альтернативная форма, проявление которой подавляется в потомстве, называют рецессивной.

Разные аллели одного и того же ГЕН возникают благодаря мутациям-наследуемым изменениям в структуре исходного ГЕН В норме ГЕН чрезвычайно стабилен и при удвоении хромосом во время репликации ДНК воспроизводится совершенно точно; вероятность ошибки не превышает 10-8. Мутации происходят редко и обычно влекут за собой неблагоприятные последствия для организма, т. к. нарушается его способность синтезировать нормальный белок. Однако в целом это явление играет положит. роль: накопление редких полезных мутаций создает основу генетич. изменчивости, необходимой для эволюции. ГЕН, контролирующие разные признаки, иногда передаются потомству независимо друг от друга. Это происходит в том случае, если они находятся в разных хромосомах. Когда ГЕН находятся в одной хромосоме, они обычно передаются потомству вместе (так называемой сцепление ГЕН). Это правило может нарушаться из-за кроссинговера (см. Рекомбинация генетическая), когда при образовании половых клеток отцовские и материнские хромосомы разрываются и образовавшиеся концы соединяются крест-накрест. После рекомбинации ГЕН, первоначально находившиеся в одной хромосоме, оказываются в разных. Существование кроссинговера между гомологичными хромосомами позволяет определять относительное расположение Г. на хромосоме, т.е. составлять генные карты; чем дальше друг от друга в цепи ДНК отстоят к.-н. два ГЕН, тем чаще между ними происходит кроссинговер. Последний возможен не только между хромосомами, но и внутри одного ГЕН Это явление используется для изучения внутригенной топографии. ГЕН функционирует в клетке в составе генной регуляторной системы. В зависимости от выполняемой функции различают структурные ГЕН, кодирующие б. ч. белков клетки, и регуляторные, ответственные за синтез белков-регуляторов, контролирующих активность структурных ГЕН Механизм генетич. контроля синтеза белка окончательно не выяснен. Предполагают, что у бактерий значительной часть ГЕН объединена в группы, контролирующие отдельные метаболич. пути (серии взаимосвязанных обменных реакций) и образующие единые функциональные блоки.

Не все ГЕН хромосомы функционируют одновременно. Существуют механизмы, "включающие" или "выключающие" ГЕН в соответствии с потребностями клетки, которые контролируются особыми соединение-репрессорами и индукторами. Их способность одновременно регулировать синтез несколько белков связывают с тем, что соответствующие Г. примыкают друг к другу.

У эукариот кроме ядерных ГЕН, локализованных в хромосомах, существуют внехромосомные ГЕН, находящиеся в некоторых клеточных органеллах, например в митохондриях и пластидах. Эти ГЕН несут информацию для синтеза важных ферментов, ответственных за энергетич. обмен клетки.

У бактерий ГЕН содержатся в одной хромосоме и автономных генетич. элементах - плазмидах и эписомах, представляющих собой замкнутые кольцевые молекулы ДНК. В отличие от плазмид, эписомы могут встраиваться в хромосомы и покидать их. Размер плазмид необычайно широко варьирует. Некоторые из них содержат 1-3 ГЕН, тогда как размеры других составляют 10-20% от величины хромосомы и содержат сотни ГЕН В плазмидах расположены ГЕН, обеспечивающие устойчивость бактерий к антибиотикам.

Бактериальные ГЕН состоят в среднем из 900-1500 нуклеотидов, расположенных линейно. Молекулярная масса среднего по размеру ГЕН для различные микроорганизмов колеблется в пределах от 0,5*106 до 1*106. ГЕН эукариот принципиально отличаются от бактериальных. Внутри них последовательности нуклеотидов ДНК, несущие информацию для синтеза белка, не непрерывны, а разделены в одном или несколько местах участками, не кодирующими последовательность аминокислот. Такой прерывистый ГЕН транскрибируется весь подряд, а из образовавшейся РНК удаляются некодирующие участки. Области, соответствующие кодирующей части ГЕН, сшиваются с образованием мРНК (так называемой сплайсинг).

Термин "Г." впервые предложил В. Иогансен в 1909 для обозначения дискретных наследств. факторов, открытых ГЕН Менделем в 1865. Значит. прогресс в изучении тонкой структуры и закономерностей функционирования ГЕН связан с развитием методов генетической инженерии, позволяющих выделять индивидуальные Г. и получать их в препаративных кол-вах. Разработка способов расшифровки первичной структуры РНК, а позднее и ДНК, а также познание основные механизмов биосинтеза нуклеиновых кислот в клетке открыли возможность искусств. синтеза Г. В 1967 А. Корнберг впервые осуществил ферментативный синтез биологически активной ДНК фага XI74, содержащей 5 ГЕН В том же году X. Корана завершил полный химический синтез двухцепочечного полинуклеотида (в одной цепи 199 нуклеотидов), соответствующего бактериальному ГЕН, который кодирует тирозиновую транспортную РНК. Однако применение химический методов для синтеза ГЕН эукариот затруднено, в частности из-за очень большого их размера. Для этих целей более перспективно совместное использование химический и ферментативных методов.

Химическая энциклопедия. Том 1 >> К списку статей


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]    [обратная связь]

 

 

Реклама
курсы excel в районе павелецкой
профессиональная караоке система для дома
полки настенные для колонок
rк 600х350 e3 масса

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(03.12.2016)