3.6 Функциональная организация днк ( генома).

Вся совокупность генетической информации в каждой клетке и в организме в целом заключена в ДНК и называется генотипом.

Функции ДНК :

1. Хранение генетической информации для кодирования всех белков, а также рРНК и тРНК;

2. Регуляция во времени и в пространстве биосинтеза компонентов клеток и тканей;

3. Обеспечение индивидуальности организма

Организация генома.

транскриптон

(оперон)

3' е₁ i₁ е₂ i₂ e₃ i₃ 5'

промотор оператор цистрон-I спейсер цистрон-II терминатор

Транскриптон (оперон) - функциональная единица ДНК, представляющая собой элементарную единицу транскрипции, т.е. участок ДНК, который при транскрипции дает единый транскрипт. Длина транскриптона варьирует от 300 нуклеотидов у прокариот) до 10⁸ нуклеотидов ( у эукариот).

Промотор - начальный ( 3'-концевой) участок транскриптона, ответственный за связывание ДНК-зависимой-РНК-полимеразы.

Оператор (акцепторная или управляющая зона) - участок транскриптона, ответственный за связывание специальных белков-регуляторов транскрипции и тем самым контролирующий транскрипцию всего транскриптона.

Цистрон - кодирующий участок транскриптона, содержащий информацию о структуре одной полипептидной цепи или нематричных РНК (рРНК, тРНК).

Средняя длина цистрона - около 10³ нуклеотидов.

В транскриптоне может быть только один цистрон (моноцистронный транскриптон) или несколько цистронов (полицистронный транскриптон).

Структурный ген - участок ДНК, содержащий информацию о структуре одного белка или нематричных РНК (рРНК, тРНК). Если белок не обладает субъединичной структурой, понятия "структурный ген" и "цистрон" идентичны.

Если белок состоит из нескольких субъединиц, то структурный ген состоит из нескольких цистронов, которые могут находится в различных транскриптонах.

Встречаются цистроны двух типов - непрерывные и "разорванные" или прерывистые. В непрерывных цистронах нуклеотидная последовательность коллинеарна первичной структуре кодируемого белка (вся нуклеотидная последовательность участвует в кодировании первичной структуры белка).

В прерывистых цистронах различают интроны и экзоны.

Интроны (i₁,i₂ и т.д.) - некодирующие области (участки) прерывистого ("разорванного") цистрона. Ген сывороточного альбумина содержит 8 интронов, ген коллагена - свыше 50 интронов.

Экзоны (е₁, е₂ ...) - кодирующие области (участки) прерывистого цистрона.

Спейсер – не кодирующая область (участок) между цистонами (имеется не всегда). Протяженность спейсеров может достигать 210⁴ нуклеотидов. Различают транскрибируемые и не транскрибируемые спейсеры.

Терминатор - конечный (5'-концевой) участок транскриптона, сигнализирующий об окончании транскрипции.

Геном человека содержит около 50 тыс. генов, что составляет около 2% всей ДНК, остальные 98% приходятся на долю не транскрибируемых последовательностей.