Ген
Генот претставува основна наследна единица, изградена од определен број на нуклеотидни парови. Генот има строго определено место на хромозомот. Сите гени во клетките на живите организми се изградени од одделни делови на ДНК молекулата. Тие се разликуваат меѓу себе во редоследот на базите и бројот на нуклеотидните парови, од што произлегуваат и разликите во функцијата при изразувањето на различните видови својства. Разликуваме структурни и регулаторни гени.
|
Секој организам поседува по две копии од секој ген. Едната копија е наследена од мајката, додека другата од таткото. Кај луѓето, повеќето гени се исти, но мал дел (помалку од 1%) се нешто различни. Алелите се алтернативни форми на еден ист ген, со мали разлики во нивните низи на ДНК бази. Овие мали разлики придонесуваат за единствените (уникатни) одлики кај секоја единка.
Историја на истражувањето на гените
уреди
Првите истражувачи ги дефинирале гените како единици на наследна трансмисија. Името "ген" било дадено од страна на Вилхелм Јохансен во 1909 година, иако дури од времето на Грегор Мендел било познато дека постои потаен фактор кој ги дава наследните одлики кај организмите. Томас Хант Морган и неговите соработници биле првите научници кои согледале дека гените се сместени на хромозомите. Во 1940-те години од 20 век, Освалд Авери покажал дека гените се состојат од ДНК. Потоа се открило дека некои вируси наместо ДНК, користат РНК како градбена единка на своите гени. Со откривањето на структурата на ДНК од страна на Џејмс Вотсон и Френсис Крик започнува новиот период на истражување на гените - нивната структура, функција и регулација.
Функција на гените
уредиГените се всушност упатства за синтеза (создавање) на белковини. Повеќето гени содржат информации кои се потребни за создавање на овие многу важни биомолекули (неколку гени произведуваат други молекули кои и помагаат на клетката да ги собере белковините). Патот од ген до белковина е сложен и тесно контролиран во секоја клетка. Тој опфаќа два главни чекора: транскрипција и транслација. Заедно, транскрипцијата и транслацијата се познати како генска експресија.
За време на транскрипцијата (препишувањето), информацијата која се содржи во генската ДНК се пренесува на слична молекула наречена РНК (рибонуклеинска киселина) во клеточното јадро. И двете нуклеински киселини (ДНК и РНК) се составени од нуклеотидни бази, но имаат некои различни хемиски својства. Видот на РНК која ја содржи информацијата за создавање на белковина е наречена информациска РНК (mRNA, messenger RNA) бидејќи ја носи информацијата (или пораката) од ДНК надвор од јадрото во цитоплазмата.
Транслацијата (преведувањето) е вториот чекор при синтезата на белковини од гените и се случува во цитоплазмата. Кај еукариотските организми, генот се состои од два региона: интрон и егзон, при што само егзонот може да биде преведен во белковина. mRNA реагира со специјализиран комплекс наречен рибозом, кој ги “чита” низите од mRNA базите. Секоја низа од три бази, наречена кодон, обично кодира одредена аминокиселина (аминокиселините се градбени делови на белковините). Друг вид на РНК наречен транспортна РНК (tRNA) ја подредува белковината на тој начин што транспортира аминокиселини до рибозомот. Белковинската синтеза трае сѐ додека рибозомот не дојде до стопирачки кодон (низа од 3 базни парови која не кодира аминокиселина).
Протокот на генетска информација од ДНК, преку РНК до белковината е еден од фундаменталните принципи на молекуларната биологија. Овој процес се нарекува и централна догма на молекуларната биологија.
Иако сите гени се изградени од ДНК, не сите делови од ДНК се однесуваат како гени. Кај еукариотите, поголемиот дел од ДНК не функционира како гени, што значи дека не е код за создавање на белковини или РНК. Еден дел од ДНК кој не се однесува како ген има структурна улога, други делови се остатоци од стари гени кои повеќе не се функционални, а најголемиот дел од ДНК по сѐ изгледа е "отпадна ДНК", вметната и копирана од страна на вирусовидни низи. Во еден ген обично само едната страна од двојната завојница кодира производ, додека другата е тивка страна. Која страна од завојницата игра улога на код е прашање на видот на генот.
Големина на гените. Гени кои не кодираат белковини
уредиГените се разликуваат по својата должина. Најголемиот човечки ген е долг околу 2,5 милиони базни парови и ја кодира мускулната белковина дистрофин, кој е долг повеќе од 3.500 аминокиселини. Еукариотските гени најчесто произведуваат белковини долги 150 до 3.000 аминокиселини. Некои гени се релативно мали, како кај прокариотите, и даваат белковини долги од 50 до 300 аминокиселини. Повеќето еукариотски белковинокодирачки гени се присутни само како две копии во еден геном, наоѓајќи се на истата местоположба на хомологните хромозоми, од кои секоја копија е добиена од двата родители. Доколку овие две копии се разликуваат во помала мера, тогаш се нарекуваат алели. Промените во нуклеотидната низа се наречени мутации или полиморфизми, во зависност од нивниот ефект.
Некои гени не кодираат белковини, туку РНК молекули кои имаат посебна функција во клетката. Вакви се t-RNA, r-RNA и некои помали РНК молекули кои имаат различни улоги во јадрото. Гените кои кодираат РНК се наоѓаат како повеќекратни копии во еден еукариотски геном.
Гените како тема во уметноста и во популарната култура
уредиГените се јавуваат како тема во бројни дела од уметноста и популарната култура, како:
- „Валканиот син ген“ (Dirty Blue Gene) - песна на американскиот рок музичар Капетан Бифхарт (Captain Beefheart) од 1967 година.[1]
- „Валканиот син ген“ (Dirty Blue Gene) - песна на американскиот рок-музичар Капетан Бифхарт (Captain Beefheart) од 1980 година.[2]