Біологія » Архив сайта » Рівні організації спадкового матеріалу

Рівні організації спадкового матеріалу

0

Автор: admin | Розділ: Генетика | 19-06-2013

Визрівання РНКУ спадковій структурі організмів (клітин) можна виділити три рівні організації: генний, хромосомний і геномний.

Ви вже знайомі з основними відомостями про гени. Тому спробуймо глибше розібратись у їхній витонченій структурі. Тривалий час вважалося, що весь ген є кодуючим. Проте, як виявилося, в еукаріотів це не завжди так.

Більша частина геному прокаріотів кодує білки або є матрицею для синтезу РНК. Некодуючими є тільки регуляторні ділянки ДНК, що знаходяться, як правило, перед генами.

Інша картина в еукаріотів. У ссавців, наприклад, кодувальні гени становлять менше 10 % довжини геному, тимчасом як понад 90 % припадає на різні некодувальні послідовності нуклеотидів. Як і у прокаріотів, це регуляторні ділянки генів, інтрони, а також повторені десятки та сотні тисяч разів різні короткі послідовності, функції яких досі невідомі. Окрім того, у геномі еукаріотів є досить численні некодувальні ділянки, близькі, але не ідентичні працюючим генам за послідовністю нуклеотидів. На таких ділянках (псевдогенах) білки не синтезуються. Вважають, що у предків еукаріотів псевдогени були справжніми генами і функціонували, але потім у ході еволюції їх замінили більш вдалі варіанти генів.

Кодувальні ділянки генів названі екзонами, а некодувальні, що знаходяться між ними — інтронами. Як вдалось з’ясувати, щойно синтезована молекула ІРНК містить ділянки, відповідні і інтронам, і екзонам. Проте потім з неї видаляються ділянки, зчитані з інтронів, а ділянки, зчитані з екзонів, сплітаються в єдине ціле. Процес сплетіння екзонів дістав назву сплайсінга (так у Британському флоті називається сплетіння канатів «кінець у кінець»). Можливий і самосплайсінг.

Біологічний сенс існування інтронів досі не з’ясований. Пропонується цікаве еволюційне пояснення «переривчастості» гена. Справа в тому, що багато білків, котрі кодуються такими генами, складаються з ділянок, які виконують різні функції. Цілком можливо, що у процесі еволюції ці великі білкові молекули утворились із кількох невеликих, кожна з яких мала всього одну функцію. Відповідні короткі гени об’єдналися в один довгий ген і стали його екзонами. Між ними залишились некодувальні послідовності ДНК — інтрони.

Оскільки всі гени у клітинах об’єднані в особливі комплекси — групи зчеплення, кожна з яких відповідає певній хромосомі, виділяють хромосомний рівень організації. На цьому рівні забезпечується закономірний розподіл спадкових ознак між клітинами та рекомбінація генів і хромосом у гаметах та нащадках. Розподіл генів у хромосомах пояснює зчеплений або незалежний характер їх успадкування.

Незважаючи на розподіл генів за групами зчеплення, вони сукупно визначають геномний рівень організації спадкового матеріалу. Завдяки закономірним взаємодіям алельних та неалельних генів цей рівень забезпечує збалансованість і взаємовплив ознак організму залежно від місця, часу та ступеня їх вираженості.

Порівняно невелика кількість генів розташовується у цитоплазмі (плазміди бактерій) та цитоплазматичних органелах, що мають власний спадковий матеріал, — мітохондріях та пластидах.

Ваш відгук