Властивості гена
1909 рік. - запропоновано термін «ген» датським вченим Вільгельмом Людвігом Іоганнсеном (1857-1927).
Тривалий час, доки не було з'ясовано структуру нуклеїнових кислот і генетичний код, ген вважали неподільною одиницею спадкової інформації, рекомбінацій і мутацій.
Згодом було з’ясовано, що зміни можуть зачіпати не весь ген, а лише певну його частину. Під час кросинговеру гомологічні хромосоми можуть обмінюватися як цілими генами, так і їхніми частинами.
Мінімальна ділянка молекули нуклеїнової кислоти, яка може бути поділена під час кросинговеру, становить усього 1-2 пари нуклеотидів.
Ген є цілісною функціональною одиницею, оскільки будь-які порушення його структури змінюють закодовану в ньому інформацію або призводять до її втрати.
Типи генів:
- структурні (кодують структуру білків і РНК певних типів),
- регуляторні (слугують місцем приєднання ферментів та інших біологічно активних речовин).
Регуляторні гени впливають на активність структурних генів і беруть участь у процесах подвоєння ДНК і транскрипції.
Розміри регуляторних генів порівняно зі структурними, зазвичай, незначні.
Отже, ген- фактор спадковості, функціонально неподільна одиниця генетичного матеріалу у вигляді ділянки молекули нуклеїнової кислоти (ДНК або РНК). Він кодує первинну структуру білка, молекули тРНК чи рРНК або взаємодіє з біологічно активними речовинами (наприклад, ферментами).
У різних організмів кількість генів у геномі може значно варіювати.
Найпростіше організований геном вірусів. Він може включати від одного гена до кількох сотень генів.
Геном прокаріотів містить як структурні, так і регуляторні гени.
Наприклад, ДНК кишкової палички складається з 3800000 пар нуклеотидів, а кількість структурних генів - приблизно 1000.
Майже половина довжини такої молекули генетичної інформації не несе, це ділянки, розташовані між окремими генами. Такі ділянки мають назву спейсери.
Геном еукаріотів складніший, бо має більшу кількість ядерної ДНК та структурних і регуляторних генів.
Так, геном дрозофіли складається з майже 180000000 пар нуклеотидів і включає близько 10000 структурних генів.
За даними останніх досліджень, структурних генів у геномі людини близько 30000.
У результаті досліджень геному різних еукаріотичних організмів з'ясовано, що кількість ДНК в ядрі перевищує необхідну для кодування всіх структурних генів у 8-10 разів.
Причини:
1. ДНК еукаріотів містить велику кількість послідовностей нуклеотидів, кожна з яких повторюється до сотень тисяч разів.
2. Значна частина ДНК взагалі не несе генетичної інформації.
3. Чимало є регуляторних генів, які не кодують структуру білків або РНК.
Зв’язок між генами і генетичними ознаками.Тривалий час у генетиці існувало правило, згідно з яким кожний ген визначає одну ознаку. Подальші дослідження показали, що відношення «ген-ознака» значно складніші. Стали відомі явища множинної дії генів і взаємодії неалельних генів.
На формування певної ознаки часто впливає взаємодія двохабо більшої кількості неалельних генів.
Генотип особин кожного виду є цілісною системою, хоча і складається з окремих генів, які можуть відокремлюватись один від одного і успадковуватись незалежно. Цілісність генотипу, яка склалася в процесі історичного розвитку виду, проявляється в тому, що формування станів більшості ознак організму є результатом взаємодії алельних і неалельних генів, а алелі більшості генів впливають на розвиток певних станів кількох ознак.