Гены - SMS, посланные в будущее Проект юных биологов Руководитель Караваева Н.М. Гимназия №1 имени А.Н.Барсукова Цель исследования Выяснить особенности строения и функционирования гена. Основные положения теории гена 1. Ген занимает определённое место (локус) в хромосоме. 2. Ген — часть молекулы ДНК, которая имеет определенную последовательность нуклеотидов, являет собой функциональную единицу наследственной информации. Количество нуклеотидов, которые входят в состав разных генов разное. 3. Внутри гена могут осуществляться рекомбинации и мутации. 4. Существуют структурные и функциональные гены. 5. Структурные гены кодируют синтез белков, но ген не принимает непосредственного участия в синтезе белка. ДНК - матрица для синтеза молекул и-РНК.. 6. Функциональные гены контролируют и направляют работу структурных генов. 7. Расположение триплетов, состоящих из нуклеотидов, в структурных генах коллинеарно последовательности аминокислот в полипептидной цепи, кодируемой данным геном. 8. Молекулы ДНК способны к репарации, поэтому не всякие повреждения гена ведут к мутациям. 9. Генотип состоит из отдельных генов (дискретный) все гены функционирует как единственное целое. На функцию генов влияют как внутренние факторы так и факторы внешней среды. Ген эукариот Обязательные элементы гена эукариот Регуляторные элементы Промотор Терминатор Структурная часть Регуляторные элементы располагаются в начале и в конце гена определяют, когда, при каких обстоятельствах и в каких тканях будет работать этот ген существуют особые регуляторные элементы: ускоряющие транскрипцию: энхансеры (англ. to enhance — увеличивать, усиливать, усугублять) замедляющие ее сайленсеры (англ. to silence — заставить замолчать, заглушать). Модель функционирования регуляторных участков гена Промотор Перед структурной частью гена располагается промотор (лат. promoveo — продвигаю) — последовательность нуклеотидов ДНК, к которому прикрепляется ферментативный комплекс РНК-полимераза, вызывающий синтез иРНК на этом гене. Терминатор Сразу за структурной частью располагается терминатор (лат. termino — разграничиваю, разделяю) — один из трех стопкодонов (АТЦ, АТТ, АЦТ), определяющий остановку транскрипции и конец синтеза иРНК. Структурная часть гена содержит информацию о первичной структуре соответствующего белка. характеризуется прерывистостью, или мозаичностью строения, структурных частей многих генов: экзоны - информативные участки кодируют последовательности аминокислот, интроны - неинформативные участки После транскрипции те участки предшественника иРНК, которые соответствуют неинформативным участкам гена, вырезаются Схема реализации наследственной информации у эукариот Реализация наследственной информации у эукариот Во время транскрипции считывается вся структурная часть гена эукариот, содержащая как экзоны, так и интроны. В ходе созревания иРНК (процессинга, англ. process — подвергать какому-то процессу, обрабатывать) в молекуле незрелой иРНК вырезаются и удаляются участки, считанные с интронов, а те фрагменты, что были считаны с экзонов, соединяются в одну общую последовательность. Происходит их сшивка (сплайсинг, англ. splice — соединять, сращивать). Именно поэтому незрелая иРНК существенно длиннее, чем зрелая иРНК. Схема реализации наследственной информации у прокариот Выводы Ген представляет собой сложную микросистему, обеспечивающую жизнедеятельность клетки и организма в целом. Теория гена составляет основу генетической инженерии. Ген – информация о настоящем для будущих поколений.