Вопрос 3. Принципы структурно-функциональной организации генетического аппарата про- и эукариотиот. Понятие об уровнях структурно-функциональной организации эукариот – генном, хромосомном, геномном.

Элементарной структурой генного уровня служит ген. Передача генов от родителей потомку необходима для развития у него определенных признаков. Благодаря наличию этого уровня возможно индивидуальное, раздельное и независимое наследование и изменения отдельных признаков.

Гены кл. эукариот распределены группами по хромосомам. Размещение генов в хромосомах влияет на соотносительно наследование признаков, делает возможным воздействия на функцию гена со стороны его ближайшего генетического окружения – соседних генов. Хромосомная организация наследственного материала служит необходимым условием перераспределения наследственных задатков родителей в потомках при половом размножении.

Несмотря на распределение по разным хромосомам, вся совокупность генов в функциональном отношении ведет себя как целое, образуя единую систему, представляющую геномный (генотипический) уровень организации наследственного материала. На этом уровне происходит широкое взаимодействие и взаимовлияние наследственных задатков, локализующихся как в одной, так и в разных хромосомах. Итогом является взаимосоответствие генетической информации разных наследственных задатков и, следовательно, сбалансированное по времени, месту и интенсивности развитие признаков в процессе онтогенеза. Функциональная активность генов, режим репликации и мутационных изменений наследственного материала также зависят от характеристик генотипа организма или клетки в целом.

Вопрос 4. Днк как генетический материал: соответствие структурно-химических характеристик биологическим функциям.

Вопрос 5. Репликация днк как матричный процесс: инициация, элонгация, терминация. Репликация дрн прокариот и митохондрий. Репликация концевых участков молекулы днк,

Вопрос 6. Ген как функциональная единица наследственности. Свойства гена. Классификация генов. Особенности организации генов про и эукариот. Генетический код как способ наследственной информации, его свойства. Цистрон и его структура.

В процессе жизнедеятельности организма наследственный материал функционирует, редуплицируется, испытвает изменения мутационного или рекомбинационного характера. Ген – единица функционирования наследственного материала. Это означает, что передачей генов в ряду клеточных или организменных поколений достигается материальная структурно-фугкциональная преемственность, наследование потомками признаков родителей.

По хим-ой природе ген представляет фрагмент м-лы ДНК, который содержит инфо-ию о последовательности аминокислот в определенном полипептиде или нуклеотидов.

Ген имеет ряд св-тв. Дискретность действия, т.е. развитие разл-ых пр-ков контролируется разными генами, локализация к-ых в хр-мах не совпадает. Т.ж., ген отличается стабильностью – при отсутсвии мутации он передается в ряду поколений в независимом виде. Действие генов специфично, каждый из них обуславливает развитие опред-го признака или их группы.

Большинство генов существует в виде двух и более числа альтернативных (взаимоисключающих) вариантов – аллелей. Все аллели данного гена локализуются в одной и той же хромосоме, в определенном ее участке – локусе.

По месту локализации генов в структурах клетки различают расположенные в хромосомах ядра, ядерные гены и цитоплазматические гены, локализация которых связана с хлоропластами и митохондриями.

По функциональному значению различают: структурные гены, характеризующиеся уникальными последовательностями нуклеотидов, кодирующих свои белковые продукты, которые можно идентифицировать с помощью мутаций, нарушающих функцию белка, и регуляторные гены - последовательности нуклеотидов, не кодирующие специфические белки, а осуществляющие регуляцию действия гена

По влиянию на физиологические процессы в клетке различают: летальные, условно летальные, супервитальные гены, гены-мутаторы, гены-антимутаторы и др.

Геном современных прокариотических клеток характеризуется относительно небольшими размерами. Он представлен кольцевой молекулой ДНК длиной около 1 мм. Основная масса ДНК прокариот (около 95%) активно транскрибируется. Как было сказано выше, геном прокариотической клетки организован в виде нуклеоида — комплекса ДНК с негистоновыми белками

У эукариот объем наследственного материала значительно больше. В отличие от прокариот в эукариотических клетках одновременно активно транскрибируется от 1 до 10% ДНК. Значительная часть нуклеотидных последовательностей у эукариот не транскрибируется вообще — молчащая ДНК. Сама ДНК двуцепочечная с белками гистонами.

Представление о том, что генетическая информация о структуре белковых молекул зашифрована в ДНК путем определенного расположения нуклеотидов. К 1966 г. были определены все триплеты, кодирующие ту или иную аминокислоту. Триплет иРНК получил название кодона. Генетический код был полностью расшифрован (табл. 8), значит, была выяснена природа связи между структурой гена и соответствующего белка. Было установлено, что 61 триплет кодирует аминокислоты, 3 триплета не соответствуют никакой аминокислоте и определяют конец трансляции.

Выявлены следующие особенности генетического кода:

1) генетический код триплетный (каждая аминокислота кодируется тремя нуклеотидами);

2) неперекрывающийся (соседние триплеты не имеют общих нуклеотидов);

3) вырожденный (за исключением метионина и триптофана все аминокислоты имеют более одного кодона);

4) универсальный (в основном одинаков для всех живых организмов);

5) в кодонах для одной аминокислоты первые два нуклеотида, как правило, одинаковы, а третий варьирует

6) имеет линейный порядок считывания и характеризуется колит-арностью, т. е. совпадением порядка расположения кодонов в иРНК с порядком расположения аминокислот в синтезирующейся полипептидной цепи.

Ген как функциональную единицу предложено называть цистроном. Именно цистрон определяет последовательность аминокислот в каждом специфическом белке. Цистрон, в свою очередь, подразделяется на предельно малые в линейном измерении единицы - реконы, способные к рекомбинации при кроссинговере. Выделяют, кроме того, мутоны - наименьшие части гена, способные к изменению (мутированию). Размеры рекона и мутона могут равняться одной или нескольким парам нуклеотидов, цистрона - сотням и тысячам нуклеотидов.