Геном вирусов.

Генетический материал вирусов представлен одной молекулой нуклеиновой кислоты (ДНК и РНК), окруженной защитной белковой оболочкой – капсидом.

Вирусы – это особая форма жизни, объединяющая организмы с  неклеточным строением.

Вирусы способны существовать в двух формах: вне клеток и внутри клеток.

Вне клеток существуют свободные вирусы – вирионы. Вирионы не проявляют свойств биологических систем: у них отсутствует обмен веществ, и они неспособны к самовоспроизведению. Вирионы состоят из нуклеиновых кислот (ДНК или РНК), заключенных в белковую оболочку – капсид.

Вирусы :РНК содержащие, ДНК содержащие. Вирусы - внутриклеточные паразиты. Варианты развития вируса в клетке:

1. Интеграция с геномом хозяина – лизогения.

2. Синтез вирусных частиц на основе генетической программы вируса, но с помощью метаболической системы хозяина – лизис. Этот вариант приводит к разрушению клетки – хозяина.

Для вирусов характерно явление «перекрывающихся генов» – «ген в гене» (1977г. Ф. Сэнджер)

Такая организация генетического материала позволяет экономно использовать небольшие информационные возможности генома. Однако она имеет свои ограничения, поскольку одна мутация может «выключить» сразу два или более генов.

Геном прокариот представлен одной кольц ДНК, форми компактную структуру нуклеоида посредством суперспирализации Кроме того, в клетке есть- ДНК плазмид, которые несут несколько полезных для бактерии генов (в т.ч. гены устойчивости к антибиотикам). Она может существовать автономно или временно включаться в хромосому. Но иногда, в результате мутаций, эта ДНК теряет способность выходить из хромосомы и становится постоянным компонентом генома. Появление новых генов может быть также обусловлено генетическим переносом в результате однонаправленной передачи ДНК из клетки-донора в клетку-реципиент (аналог полового процесса). Такая передача может осуществляться при прямом контакте двух клеток {конъюгация), при участии бактериофагов (трансдукция) или путём попадания генов в клетку из внешней среды без межклеточного контакта.

Структура гена прокариот. Главная особенность организации генома прокариот - это их объединение в группы или кластеры. Все сцепленные гены кластера кодируют ферменты одного биосинтетического пути и транскрибируются на общую молекулу м-РНК.

Схема регуляции генов у прокариот была предложена Ф.Жакобом и Ж.Моно в 1961г.

Группа структурных генов, управляемая одним геном - оператором, образует оперон. В состав оперона входит небольшой участок ДНК (промотор).

Структурные гены кодируют ферменты, участвующие в реакциях метаболизма.

Промотор – небольшой участок ДНК – место первичного прикрепления РНК-полимеразы - фермента, катализирующего реакции ДНК-зависимого синтеза и-РНК, т.е. синтез м-РНК может начинаться только в определенных участках молекулы ДНК – промотора.

Ген-регулятор, находящийся обычно на некотором расстоянии от оперона постоянно активен и на основе его информации синтезируется особый белок – репрессор. Последний обладает способностью блокировать ген-оператор, вступая с ним в химическое взаимодействие. После чего считывание информации со структурных генов не происходит, т.е. оперон не работает.

Ген – оператор – это участок ДНК, к которому присоединяется белок-репрессор, блокирующий синтез РНК со структурных генов.