Класифікація генів - структурна і функціональна

ГМО, перинатальна діагностика, розшифровка ДНК, клонування - дуже багато технологій сьогодення і майбутнього пов`язано саме з цією наукою. Класифікація генів дала можливість вивчити їх функції і можливості зміни. Отже, що відомо про них сьогодні?

Гени

У кожній клітині будь-якого живого організму міститься вся інформація про нього. У теорії цього має бути достатньо, щоб можна було відтворити його точну копію. І все завдяки ДНК, фактично що є генетичним паспортом. Розташовуючи його зразками, можна вивести давно зниклі види тварин і рослин і зупинити вимирання тих, хто перебуває під загрозою.

Ген - це елементарна одиниця спадкового матеріалу. Вони складаються в якісь більші частини, а ті, в свою чергу, складають молекули ДНК. По суті, кожен її шматочок - це елемент коду у вигляді послідовності нуклеотидів, в якій і зашифрована вся інформація про організм. І наука, що досліджує те, що це за відомості, які функції окремих одиниць, в чому полягає структурно-функціональна класифікація генів та інші суміжні питання, відносно молода, але вже встигла довести свою необхідність і показати величезний потенціал.

Вивчення

Про те, що діти успадковують деякі риси своїх батьків і більш далеких родичів, відомо давно. Однак протягом тривалого часу було абсолютно незрозуміло, який механізм передачі інформації про зовнішність, характер, хворобах від батьків дітям, онукам і подальшим нащадкам. На цьому етапі варто згадати знаменитого Менделя, який сформулював закони успадкування тих чи інших ознак, хоч і не знав, яким чином це відбувається.

Прорив в галузі вивчення генів став питанням часу з моменту появи мікроскопів. У клітин були виявлені ядра, в які людству вдалося заглянути через лічені десятки років. Найцікавіше, що відкриття впродовж тривалого часу перебувало у вчених буквально під носом, але вони вперто його не помічали.

класифікація генів

Справа в тому, що ДНК вперше було виділено ще в 1868 році. Але аж до початку XX століття багато біологів були впевнені, що ця речовина має функцію накопичення запасів фосфору в організмі, а не грає роль сховища повної закодованої інформації про нього. Приблизно в середині століття були проведені деякі експерименти, які довели, що саме є головним призначенням ДНК. Але спосіб передачі та структура речовини залишалися невідомими.

Розшифровка геному

На підставі досліджень Моріса Уїлкінса і Розалінд Франклін в 1953 році Френсіс Крік і Джеймс Уотсон припустили, що ДНК являє собою подвійну спіраль. Пізніше ця гіпотеза була доведена, за що вчені отримали Нобелівську премію.



функції гена

Тепер перед наукою постало завдання розшифровки генетичного року, яка дозволила б відповісти на численні запитання. І тут у справу вступили не тільки біологи, а й фізики з математиками. Спосіб кодування протягом десятка років залишався загадкою, було ясно лише те, що він триплетний, тобто включає три компоненти-нуклеотиду. У 1965 році нарешті став зрозумілий сенс всіх одиниць, названих кодонами. Шифр був зламаний.

Однак це не означає, що для вчених не залишилося загадок. Дослідження і раніше тривають, але класифікація генів і їх вивчення дали більше розуміння природи деяких захворювань і способів їх лікування. Тепер люди, здавши кров, можуть з`ясувати, які їм загрожують недуги, високий ризик успадкувати ті чи інші проблеми зі здоров`ям від своїх батьків і передати їх дітям. Це сприяло серйозному просуванню в багатьох областях медицини.

класифікація генів структурна

Функції гена



Коли призначення ДНК стало очевидно, вчених зацікавило питання про те, який же сенс має кожна одиниця коду, за що вона відповідає, які процеси в організмі запускає. І ось уже кілька десятиліть пошуком відповідей займаються багато дослідників. За весь цей час стало зрозуміло, по-перше, що ген - це не неподільна одиниця спадкової інформації, а по-друге, що понятійний апарат вчених дуже потребує доповнення.

Було введено ще кілька термінів, які дозволили більш повно відображати словесно ті процеси, які спостерігаються на практиці. Але функції гена все так і залишилися в досить туманною формулюванні - синтез білків і поліпептидів. Кожна ділянка ДНК відповідає за своє конкретне речовина, а як це відбивається на організмі, в більшості випадків сказати складно. Дослідникам ще належить попрацювати, щоб можна було сказати, що ті або інші гени, наприклад, відповідають за колір очей, гарну шкіру і деякі особливості в роботі серця. Все ускладнюється деякими властивостями ДНК.

функції гена

Класифікації

Очевидно, що кожна одиниця ДНК виконує якісь певні завдання, нехай вони поки і невідомі людству. Виходячи з цієї передумови склалася сучасна структурно-функціональна класифікація генів. Вона використовується найчастіше, але є й інші, більш вузькоспеціалізовані і враховують якісь конкретні властивості тих чи інших ділянок ДНК. У загальному і цілому мається на увазі така класифікація генів: структурні і регуляторні (функціональні). Кожна з цих різновидів, в свою чергу, може ділитися на групи. Наприклад, серед регуляторів розрізняють модифікатори, супресори, інгібітори і т.д.

Також використовується розподіл генів за критерієм впливу на життєздатність, що припускає летальні, напівлетальні і нейтральні одиниці.

структурно функціональна класифікація генів

Принципові відмінності

Трохи вище була розглянута загальноприйнята класифікація генів. Структурні та функціональні частини ДНК, згідно з нею, протиставляються один одному, але насправді все зовсім не так. Вони не можуть працювати окремо, і кожна з цих груп по-своєму важлива.

Структурні гени відповідають за безпосередній синтез основних білків та амінокислот. Регулятори само впливають на їх роботу, контролюють їх включення і виключення в процесі розвитку організму, а також займаються створенням інших допоміжних речовин. За характером свого впливу на структурну частину вони діляться на інгібітори, супресори, інтенсифікатори і модифікатори. Їх активність дозволяє прискорити або загальмувати розвиток тих чи інших ознак.

класифікація генів структурні та функціональні

Властивості

Кожна одиниця ДНК має низку характерних рис, які дозволяють в порівняно невеликий молекулі білка закодувати всю інформацію про організм:

  1. Дискретність. Кожен ген діє як самостійна одиниця.
  2. Стабільність. Якщо не присутні мутації, ті чи інші частини ДНК передаються майбутнім поколінням в незмінному вигляді.
  3. Специфічність. Кожен ген діє на розвиток певної ознаки.
  4. Дозованість. Зміна кількості гена в організмі призводить до порушень (наприклад, синдром Дауна - збільшення кількості хромосом).
  5. Плейотропія. Можливість одного гена сприяти розвитку кількох ознак.

Ще дуже багато чого належить дізнатися. Так, вчені домоглися багато чого, прочитавши ДНК, розуміння покращився і тоді, коли була сформована класифікація генів. Структурна та регуляторна частини, що працюють разом, усвідомлення механізму кодування - останні сторіччя стало справжнім бумом розвитку біології. Але належить дізнатися ще дуже багато.

Перспективи розвитку науки

Незважаючи на те що генетика є порівняно молодою наукою, вже зараз очевидно, що її чекає велике майбутнє. Лікування хвороб, які вважалися безнадійними, поліпшення властивостей рослин і тварин, що дозволяє розвивати сільське господарство, відновлення біологічного різноманіття - все це можливо вже зараз. Основний фактор, що стримує подальше вивчення, експерименти і втілення в життя, - етика. Моральні проблеми, з якими зіткнеться людство, навчившись керувати інформацією, закодованою ДНК, поки не зовсім зрозумілі.




» » Класифікація генів - структурна і функціональна