Теорія гена. Генетичні закони

Теорія гена. Генетичні закони

Будова гена. Ген - інформаційна структура, яка складається з ДНК, рідше РНК, і визначає синтез молекул РНК одного з типів: іРНК або рРНК, за допомогою яких здійснюється мета¬болізм, який зрештою приводить до розвитку ознаки. Мінімальні за розмі¬ром гени складаються з кількох десят¬ків нуклеотидів. Гени синтезу великих макромолекул включають кілька сот і навіть тисяч нуклеотидів. Незважаючи на великі їх розміри, вони залишають¬ся невидимими. Наявність генів вияв¬ляється за наявністю ознак організму, за їх проявом. Загальну схему будови генетичного апарату прокаріот запропонували французькі генетики Ф. Жакоб і Ж. Моно (1961р.)

Сучасний стан теорії гена. У резуль¬таті досліджень елементарних одиниць спадковості сформувалось уявлення, яке носить загальну назву теорії гена. Основні положення цієї теорії:

1. Ген займає певну ділянку (локус) у хромосомі.

2. Ген (цистрон) - частина молеку¬ли ДНК, яка має певну послідовність нуклеотидів, являє собою функціональ¬ну одиницю спадкової інформації. Кількість нуклеотидів, які входять до складу різних генів, різна.

3. Всередині гена можуть відбувати¬ся рекомбінації (до неї здатні части¬ни цистрона - рекони) і мутації (до них здатні частинки цистрона - мутони).

4. Існують структурні і функціональ¬ні гени.

5. Структурні гени кодують синтез білків, але ген не бере безпосередньої участі у синтезі білка. ДНК-матри¬ця для молекул іРНК.

6. Функціональні гени контролюють і спрямовують діяльність структурних генів.

7. Розташування триплетів із нукле¬отидів у структурних генах колінеарне до амінокислот у поліпептидному лан¬цюзі, який кодується даним геном.

8. Молекули ДНК, які входять до складу гена, здатні до репарації, тому не всі пошкодження гена ведуть до му¬тації.

9. Генотип складається з окремих ге¬нів (дискретний), але функціонує як єдине ціле. На функцію генів вплива¬ють фактори як внутрішнього, так і зовнішнього середовища.

Генетична (генна) інженерія-га¬лузь молекулярної біології і генетики, метою якої є конструювання генетич¬них структур за попередньо складеним планом створення організмів з новою генетичною програмою. Виникнення генної інженерії стало можливим зав¬дяки синтезу ідей і методів молеку¬лярної біології, генетики, біохімії і мі¬кробіології. Основні методи генної ін¬женерії були розроблені у 60-70-х ро¬ках нашого сторіччя. Вони включають три основні етапи: а) отримання гене¬тичного матеріалу (штучний синтез або виділення природних генів); б) включення цих генів у генетичну структуру, яка реплікується автономно (векторну молекулу), і створення ре-комбінантної молекули ДНК; в) вве¬дення векторної молекули (з включе¬ним у неї геном) у клітину-реципієнт, де вона вмонтовується у хромосомний апарат.

Спадковість і середовище. У генетич¬ній інформації закладена здатність розвитку окремих властивостей і ознак. Ця здатність реалізується тільки у пев¬них умовах середовища. Одна і та ж спадкова інформація у змінених умовах може проявлятися по-різному. Так, у примули забарвлення квіток (червоне або біле), у кролів гімалайської поро¬ди і сіамських котів характер пігмента¬ції волосяного покриву на різних час¬тинах тіла визначається зовнішньою температурою (на більш охолоджених ділянках шерсть темна, бо у цих орга¬нізмів є мутантний фермент-тирозиназа). Отже, успадковується не готова ознака, а певний тип реакції на дію зовнішнього середовища.

Діапазон мінливості, у межах якої залежно від умов середовища один і той же генотип здатний давати різні фенотипи, називають нормою реакції. У примули генотип такий, що черво¬ний колір квіток з'являється при тем¬пературі 15-20 °С, білий-при більш високій температурі, але ні при якій температурі не спостерігаються голубі, сині, фіолетові або жовті квітки. Така норма реакції цієї рослини за ознакою пігментації квіток.