неконститутивні (адаптивні) → стають активними якщо білок, який вони кодують, потрібний клітині.
Властивості генів: (запам'ятовувати не обов'язково)
специфічність → синтез лише одного конкретного білка;
стабільність → здатні зберігати послідовність нуклеотидів;
лабільність → здатність до мутацій;
взаємодія генів - гени здатні впливати один на одного ;
множинна дія генів - один ген може впливати на розвиток декількох ознак;
полімерна дія генів - декілька генів можуть впливати на формування однієї ознаки.
Геном - сукупність спадкової інформації у клітинах організму певного виду.
компоненти:
структурні й регуляторні гени
нефункціональні послідовності ДНК (більша частина геному) - послідовності нуклеотидів для захисту кінцевих ділянок хромосом, правильного розподілу хромосом під час поділу клітин тощо.
геноміка → наука про геноми
Геноми:
у прокаріотів → нуклеоїд + плазміди (малі молекули ДНК в цитоплазмі)
у еукаріотів → хромосоми ядра + ДНК мітохондрій і хлоропластів
найбільший геном має вороняче око (Paris japonica) → 149 млрд. пар нуклеотидів
Іл. Вороняче око - рослина з найбільшим геномом
геном кишкової палички → 4,6 млн. пар нуклеотидів (≈1 тисяча генів) із них 15-20 % нефункціональні послідовності;
геном людини → 3,2 млрд. пар нуклеотидів (20-25 тисяч генів) із них 95-98 % нефункціональні послідовності;
Геноми прокаріотів:
1. Не мають інтронів (некодувальних ділянок)
2. Оперонна організація генів → запропонували в в 1961 р. Франсуа Жакоб і Жак Моно (фр.)
Іл. Жак Моно (ліворуч) та Франсуа Жакоб
Оперон (від лат. - працюю) - функціональна одиниця організації геному прокаріотів.
має 1 або декілька структурних генів (кодують білки, залучені до одного ланцюжка реакцій)
Іл. Організація лактозного оперона в кишкової палички
Так, лактозний оперон кишкової палички містить спадкову інформацію про три білки, що беруть участь у поглинанні та розщепленні лактози. Структурні гени прокаріотів не мають мозаїчної структури, тобто в їхньому складі немає розподілу на кодувальні (екзони) й некодувальні (інтрони) ділянки. Крім структурних генів оперони мають регуляторні ділянки (оператор, термінатор), за рахунок яких забезпечується активність оперона як цілісної системи. На роботу оперона впливає самостійний регуляторний ген (не плутати з регуляторними ділянками), що синтезує відповідний регуляторний білок і не обов’язково розташовується поруч з опероном. З появою в навколишньому середовищі лактози її молекули зв’язують цей регуляторний білок, перешкоджаючи його приєднанню до оператора. Структурні гени переходять до активного стану й продукують одну молекулу іРНК для синтезу трьох білків. Таким чином, оперонна організація геному прокаріотів забезпечує упорядковану й регульовану активність генів залежно від умов середовища та діяльності інших генів.
Геноми еукаріотів:
1. Структурні гени мають мозаїчну будову:
екзони - ділянки, що кодують спадкову інформацію
інтрони - ділянки, що її не кодують («пастки» мутацій)
Іл. Організація геному еукаріотів
2. Ускладнення регуляторних ділянок
наприклад, мають енхансери(впливають на швидкість транскрипції)
3. Збільшуються спейсери- ділянки ДНК, що відокремлюють гени один від одного
наприклад, можуть мати сателітні ДНК (повторювані послідовності), «стрибаючі гени» тощо
Практична вправа.
Молекула про-іРНК складається з 1 800 нуклеотидів, з яких на інтрони припадає 600 нуклеотидів. Визначте довжину і молекулярну масу зрілої іРНК.
Результат.
Оцінка
Завдання для самоконтролю
1-6
1. Що таке гени? 2. Яка хімічна сполука містить гени? 3. Де містяться гени в клітинах? 4. Назвіть типи генів. 5. Що таке геном? 6. Які функції геному? 7. Що таке оперон? 8. Назвіть особливості організації генів прокаріотів. 9. Що таке екзони та інтрони? 10. Назвіть особливості генів еукаріотів.
7-9
11. Які основні положення сучасної теорії гена? 12. Як організований геном організмів? 13. Які відмінності організації генів прокаріотів та еукаріотів?
10-12
14. Яке наукове й практичне значення мають дослідження генів та геномів?
Д/З: опр. § 22, 23 або матеріал сайту, виконати практичну вправу, дати відповіді на запитання!!
