Свойства гена

Ген как функциональная единица наследственности ха­рактеризуется определенными свойствами (Т.Р. Мутовин, 2001):

1. Аллелъностъ. Известно, что один признак проявляется в нескольких различных формах, контролируемых тремя или более аллелями, из которых любые два могут нахо­диться в соответствующих локусах гомологичных хро­мосом. В таких случаях говорят о множественных алле­лях. Они контролируют какой-либо признак, но резуль­таты их действия могут сильно различаться: синтезиро­ванные на матрицах разных аллелей белки обычно явля­ются неодинаковыми по своей активности, или белок может совсем не формироваться на основе одного из этих генов.

2. Специфичность. Конкретный ген контролирует возникно­вение определенного признака или их группы. Часто один ген обеспечивает формирование сразу нескольких при­знаков {плейотропное действие гена). Например, ген син­дрома Робертса определяет образование у ребенка тяже­лых пороков конечностей, глаз, расщелин губы и неба, черепно-мозговой грыжи, поликистоза почек.

3. Дискретность. Разные признаки определяются разными генами, расположенными на разных хромосомах. Неко­торые признаки представлены ограниченным числом ва­риантов. В таких случаях различия между особями четко выражены, а промежуточные формы отсутствуют, на­пример группы крови у людей.

4. Дозированность. Ген определяет проявление признака в определенных пределах, в которых признак может из­меняться под влиянием условий внешней среды.

5. Стабильность. Обычно ген наследуется в ряду поколе­ний в неизменном виде.

4.8. Связь генов с ферментами

Предположение о связи между генами и ферментами впервые высказал в 1908 г. английский врач А. Гэррод. Про­шло почти 40 лет, прежде чем первые работы по молекуляр­ной генетике подтвердили эту гипотезу и продемонстриро­вали ее значение.

Дальнейшие важные данные в пользу гипотезы — гены определяют строение белков-ферментов, «один ген — один фермент», что было впервые доказано в опытах Джорджа Бидла и Эдуарда Татума. За это открытие они получили Нобелевскую премию в 1958 г.

Для своих опытов они использовали измененные рент­геновским облучением формы микроскопического грибка обычной хлебной плесени — Neurospora Crassa. Такие изме­ненные грибки могли существовать только в специальных средах, в которые добавлялись питательные вещества. Из­начальная форма гриба может расти без этих добавок. К тому времени было уже установлено, что радиация может вызвать изменения в наследственном материале. Бидл и Татум вы­делили три вновь образовавшиеся под действием радиации формы микроскопического грибка. Для их роста требовались добавки n-аминобензойной кислоты, пиридоксина или тиами­на. У каждого организма наблюдалось нарушение обмена, приводящее к необходимости для их жизнедеятельности одного из этих веществ. Результаты опытов указывали на то, что мутантный ген ведет себя как единичный рецессив­ный ген и наследуется в соответствии с законами Менделя. Бидл и Татум пришли к выводу, что в каждом случае рент­геновские лучи вызывали мутацию одного гена, контроли­рующего синтез одного фермента, необходимого для синте­за одной аминокислоты. Это легло в основу их гипотезы «один ген — один фермент».

В настоящее время твердо установлено, что гены конт­ролируют происходящие в клетке процессы путем синтеза ферментов и других белков. Эти ферменты в свою очередь определяют синтез прочих веществ клетки. С течением вре­мени, однако, определение было видоизменено. Работы построению бактериофага Т₄, проведенные Бензером в 1955г., привели к созданию концепции цистрона как единицы фун­кции. Цистрон — это участок ДНК, несущий информацию, необходимую для синтеза одной полипептидной цепи; такая цепь может функционировать самостоятельно как биологи­чески белковая молекула или становится частью крупной макромолекулы. В настоящее время концепцию «один ген — один фермент» сменила концепция «один цистрон — один полипептид».

Дата добавления: 2015-10-02