Що таке гени, геном і генетичний код?

У будь-якому організмі головне речовина – білок. У нашому тілі приблизно 50 000 різних (!) Білків. Їх набором особини одного виду відрізняються один від одного і дуже відрізняються від інших видів.

Жодна істота не отримує білки готовими, все будують їх з того, що надходять з їжею. Але звідки організм знає, які білки треба будувати саме йому? Наприклад, робітник отримує креслення деталі, яку йому доручено виточити. Ген – це і є подібний «креслення».

Кожен ген займає частину дуже довгою молекули особливого речовини. У нього і назва довге: дезоксирибонуклеїнової кислоти (ДНК). Гени – це ділянки молекули ДНК, в яких закодована інформація про будову білків. Ген може нести відомості і про будову необхідних для життя рибонуклеїнових кислот (РНК). Крім того, в ньому є особливі відрізки, які можуть його «включати» і «вимикати». Є й ділянки, роль яких невідома.

Більшість генів заховано в клітинному ядрі (якщо воно є). Генів зазвичай багато, тому молекула ДНК для економії місця згорнута в компактну петляє спіраль. Якщо ж витягнути в одну лінію всі ДНК однієї клітини людини, то вони розтягнуться на пару метрів. Можете собі уявити щільність упаковки!

У більшості генів є стабільне місце на молекулі ДНК. Але деякі можуть «мандрувати» – вирізають самі себе і перебираються на інше місце.

Ген – найменша одиниця спадковості. Подібно до того, як, наприклад, копійка – найдрібніша грошова одиниця в Росії. Монетку можна розпиляти, але шматочки перестають бути грошима. Так і ген: відрізок ДНК неважко розділити на складові його хімічні структури, але вони вже не будуть мати властивість спадковості.

Звідки беруться гени? Чоловіча та жіноча статеві клітини несуть по половині потрібного набору генів, а коли зливаються, майбутній організм отримує весь комплект. І така естафета передається з покоління в покоління, тисячоліттями. А як народилися найперші гени? Цього не знає ніхто. Схоже, що їх поява назавжди залишиться загадкою, такий же як походження самого життя.

Що таке геном?

У більшості організмів в кожній клітині безліч генів. Вони працюють не кожен сам по собі, а взаємодіючи один з одним. Скажімо, у лев’ячого зіва є один ген, який визначає біле забарвлення пелюсток, а інший – їх червоний колір. Якщо обидва ці гена виявилися в однієї рослини, його квіти будуть рожевими.

Гени можуть пригнічувати або посилювати дію один одного. Так, є група генів, яка визначає насиченість шкіри людей пігментом меланіном. Чим більше у конкретного людини таких генів, тим темніше у нього шкіра.

Загалом, є сенс говорити про геномі – сукупності генів одного організму (часто замість цього використовують термін «генотип»). Розміри генома дуже різняться. Є віруси, у яких всього 2-3 гена; у людини ж 20-25 тисяч пар активних генів.

Що таке генетичний код?

Якою «мовою» в ДНК зашифровано будова білків? Білки живих істот складені з 20-22 «цеглинок» – амінокислот. Повторюючись і комбінуючи, вони і утворюють мільярди варіантів. Значить, в ДНК повинні бути якісь «значки», які будуть відповідати кожної з цих амінокислот. Такі «значки» є. Це особливі речовини – азотисті основи. В молекулу ДНК входить чотири їх види: аденін (А), тимін (Т), гуанін (Г) і цитозин (Ц). Комбінації цих “букв” і утворюють генетичний код – систему запису в ДНК інформації про порядок амінокислот в молекулі білка.

У генетичного коду кілька важливих властивостей:

  • «трибуквених»;
  • безперервність;
  • неперекриваемость;
  • однозначність;
  • універсальність.

Чому код «трибуквених»? Тому що якщо брати тільки дві «літери», то з них можна скласти лише 16 «слів» (АТ, ТА, ГА, АГ і т.д.). А амінокислот-то 20! З трійок же можна побудувати 64 поєднання.

Кожній амінокислоті відповідає своя трійка. Наприклад, ВАЦ – амінокислоті лейцину, ЦАТ – валін, АТА – тирозину. Уздовж нитки ДНК вибудувана запис з коротких «слів». Наприклад: ААЦЦАТАТААТАААЦ. Ця «абракадабра» означає, що в якомусь білку амінокислоти повинні стояти так: лейцин-валін-тирозин-тирозин-лейцин. Є ще й трійки «букв», які показують, з якого місця почати і де закінчити «читання».

«Слова» записані безперервно, без пропусків. Це дозволяє втиснути більше інформації, не збільшуючи розмір гена. Та й зчитувати суцільний рядок не так важко. Вам адже зрозуміла напис: ДИМШЕЛТРІДНЯ? (До речі, ще чотириста років тому на Русі так і писали – не розділяючи слів).

Універсальність коду означає, що він єдиний для всіх істот Землі. У ромашки, тигра, людини і вірусу грипу трійка ВАЦ означає лейцин, ЦАТ – валін і т. Д. Винятки поодинокі. Це дає зелене світло генетичної інженерії: гени одних організмів цілком можуть працювати, потрапивши в інші.

До речі, про зеленому світлі. У одній з медуз є білок, який випромінює його в темряві океанських глибин. Південнокорейські біологи пересадили ген цього білка … кішкам. На новому місці він прижився, передався кошенятам у спадок, а головне – заробив! Цікаво, важче чи стало світиться кішкам ловити мишей?

...
ПОДІЛИТИСЯ: