Вы можете отметить интересные вам фрагменты текста, которые будут доступны по уникальной ссылке в адресной строке браузера.


Ген
Схема транскрипции ДНК.

Ген (др.-греч. γένοςрод) — структурная и функциональная единица наследственности живых организмов. Ген представляет собой последовательность ДНК, задающую последовательность определённого полипептида либо функциональной РНК. Гены (точнее, аллели генов) определяют наследственные признаки организмов, передающиеся от родителей потомству при размножении. При этом некоторые органеллы (митохондрии, пластиды) имеют собственную, определяющую их признаки, ДНК, не входящую в геном организма.

Среди некоторых организмов, в основном одноклеточных, встречается горизонтальный перенос генов, не связанный с размножением.

Содержание

История термина

Термин «ген» был введён в употребление в 1909 году датским ботаником Вильгельмом Иогансеном три года спустя после введения Уильямом Бэтсоном термина «генетика». За сорок лет до появления понятия «ген» Чарльз Дарвин в 1868 году предложил «временную гипотезу» пангенеза, согласно которой все клетки организма отделяют от себя особые частицы или геммулы, а из них, в свою очередь, образуются половые клетки. Затем Гуго де Фриз в 1889 году, спустя 20 лет после Ч. Дарвина, выдвинул свою гипотезу внутриклеточного пангенеза и ввел термин «панген» для обозначения имеющихся в клетках материальных частиц, которые отвечают за вполне конкретные отдельные наследственные свойства, характерные для данного вида. Геммулы Ч. Дарвина представляли ткани и органы, пангены де Фриза соответствовали наследственным признакам внутри вида. Ещё через 20 лет В. Иогансен счёл удобным пользоваться только второй частью термина Гуго де Фриза «ген» и заменить им неопределенное понятие «зачатка», «детерминанта», «наследственного фактора». При этом В. Иогансен подчеркивал, что «этот термин совершенно не связан ни с какими гипотезами и имеет преимущество вследствие своей краткости и легкости, с которой его можно комбинировать с другими обозначениями». В. Иогансен сразу же образовал ключевое производное понятие «генотип» для обозначения наследственной конституции гамет и зигот в противоположность фенотипу[1].

Основные характеристики гена

Грегор Мендель

Изучением генов занимается наука генетика, родоначальником которой считается Грегор Мендель, который в 1865 году опубликовал результаты своих исследований о передаче по наследству признаков при скрещивании гороха. Сформулированные им закономерности впоследствии назвали Законами Менделя.

Среди учёных нет единого мнения под каким углом рассматривать ген. Одни учёные его рассматривают как информационную наследственную единицу, а единицей естественного отбора является вид, группа, популяция или отдельный индивид. Другие учёные, как например Ричард Докинз в своей книге «Эгоистичный ген», рассматривают ген как единицу естественного отбора, а сам организм — как машину для выживания генов.

В настоящее время, в молекулярной биологии установлено, что гены — это участки ДНК, несущие какую-либо целостную информацию — о строении одной молекулы белка или одной молекулы РНК. Эти и другие функциональные молекулы определяют развитие, рост и функционирование организма.

В то же время, каждый ген характеризуется рядом специфических регуляторных последовательностей ДНК (англ.)русск., таких как промоторы, которые принимают непосредственное участие в регулировании проявления гена. Регуляторные последовательности могут находиться как в непосредственной близости от открытой рамки считывания, кодирующей белок, или начала последовательности РНК, как в случае с промоторами (так называемые cis-регуляторные элементы, англ. cis-regulatory elements), так и на расстоянии многих миллионов пар оснований (нуклеотидов), как в случае с энхансерами, инсуляторами и супрессорами (иногда классифицируемые как trans-регуляторные элементы, англ. trans-regulatory elements). Таким образом, понятие гена не ограничено только кодирующим участком ДНК, а представляет собой более широкую концепцию, включающую в себя и регуляторные последовательности.

Изначально термин ген появился как теоретическая единица передачи дискретной наследственной информации. История биологии помнит споры о том, какие молекулы могут являться носителями наследственной информации. Большинство исследователей считали, что такими носителями могут быть только белки, так как их строение (20 аминокислот) позволяет создать больше вариантов, чем строение ДНК, которое составлено всего из четырёх видов нуклеотидов. Позже было экспериментально доказано, что именно ДНК включает в себя наследственную информацию, что было выражено в виде центральной догмы молекулярной биологии.

Гены могут подвергаться мутациям — случайным или целенаправленным изменениям последовательности нуклеотидов в цепи ДНК. Мутации могут приводить к изменению последовательности, а следовательно изменению биологических характеристик белка или РНК, которые, в свою очередь, могут иметь результатом общее или локальное изменённое или анормальное функционирование организма. Такие мутации в ряде случаев являются патогенными, так как их результатом является заболевание, или летальными на эмбриональном уровне. Однако, далеко не все изменения последовательности нуклеотидов приводят к изменению структуры белка (благодаря эффекту вырожденности генетического кода) или к существенному изменению последовательности и не являются патогенными. В частности, геном человека характеризуется однонуклеотидными полиморфизмами и вариациями числа копий (англ. copy number variations), такими как делеции и дупликации, которые составляют около 1 % всей нуклеотидной последовательности человека[2]. Однонуклеотидные полиморфизмы, в частности, определяют различные аллели одного гена.

Мономеры, составляющие каждую из цепей ДНК, представляют собой сложные органические соединения, включающие в себя азотистые основания: аденин(А) или тимин(Т) или цитозин(Ц) или гуанин(Г), пятиатомный сахар-пентозу-дезоксирибозу, по имени которой и получила название сама ДНК, а также остаток фосфорной кислоты. Эти соединения носят название нуклеотидов.

Гены и мимы

По аналогии с генами Ричардом Докинзом был введён в употребление термин «мим» — единица культурной информации. Если ген распространяется в химической среде, используя для размножения химические вещества, то мим распространяется в информационной среде: на носителях информации, в человеческой памяти, а также в сети. Также как гены конкурируют между собой за ресурсы: химические вещества, так и мимы конкурируют за информационное пространство. По целому ряду причин, между пространственным распределением генов и мимов могут наблюдаться достаточно жёсткие корреляции.

Свойства гена

  1. дискретность — несмешиваемость генов;
  2. стабильность — способность сохранять структуру;
  3. лабильность — способность многократно мутировать;
  4. множественный аллелизм — многие гены существуют в популяции во множестве молекулярных форм;
  5. аллельность — в генотипе диплоидных организмов только две формы гена;
  6. специфичность — каждый ген кодирует свой признак;
  7. плейотропия — множественный эффект гена;
  8. экспрессивность — степень выраженности гена в признаке;
  9. пенетрантность — частота проявления гена в фенотипе;
  10. амплификация — увеличение количества копий гена.

Классификация

  1. Структурные гены — уникальные компоненты генома, представляющие единственную последовательность, кодирующую определённый белок или некоторые виды РНК. (См. также статью гены домашнего хозяйства).
  2. Функциональные гены.

См. также

Примечания

  1. Голубовский М.Д. Век генетики: эволюция идей и понятий. Научно-исторические очерки. — СПб.: Борей Арт, 2000. — 262 с. — ISBN 5-7187-0304-3
  2. Levy S, Sutton G, Ng PC, Feuk L, Halpern AL, Walenz BP, Axelrod N, Huang J, Kirkness EF, Denisov G, Lin Y, Macdonald JR, Pang AW, Shago M, Stockwell TB, Tsiamouri A, Bafna V, Bansal V, Kravitz SA, Busam DA, Beeson KY, McIntosh TC, Remington KA, Abril JF, Gill J, Borman J, Rogers YH, Frazier ME, Scherer SW, Strausberg RL, Venter JC (2007). «The Diploid Genome Sequence of an Individual Human». PLoS Biol 5 (10): e254. PMID 17803354.

Ссылки



Wikimedia Foundation. 2010.

Синонимы:

См. также в других словарях:

  • ГЕН — (от греч. genos род, происхождение), наследственный фа ктор, функционально неделимая единица генетич. материала; участок молекулы ДНК (у нек рых вирусов РНК), кодирующий первичную структуру полипептида, молекулы транспортной или ри босомальной… …   Биологический энциклопедический словарь

  • ген — аллель Словарь русских синонимов. ген сущ., кол во синонимов: 14 • аллель (3) • ген кандидат …   Словарь синонимов

  • ген — материальный носитель наследственности, единица наследственной информации, способная к воспроизведению и расположенная в определенном локусе хромосомы. Обеспечивает преемственность в поколениях того или иного признака или свойства организма. В… …   Словарь микробиологии

  • ГЕН — [< гр. genos происхождение] биол. материальный носитель наследственности; единица наследственной (генетической) информации (ИНФОРМАЦИЯ), способная к воспроизведению и расположенная в определенном месте (локусе) данной ХРОМОСОМЫ. Словарь… …   Словарь иностранных слов русского языка

  • ГЕН — (от греч. genos – происхождение) в биологии характеристика врожденных свойств, единица наследственного материала. Наследственность основана на передаче генов новому поколению. Гены – самостоятельные единицы, передающиеся несмешанными и… …   Философская энциклопедия

  • ген — см. Ге/ны. * * * ген (от греч. génos  род, происхождение) (наследственный фактор), единица наследственного материала, ответственная за формирование какого либо элементарного признака. У высших организмов (эукариот) входит в состав хромосом.… …   Энциклопедический словарь

  • ГЕН — (от греч. gignomai становлюсь), наследственный задаток; термин введен Иогансеном (Johannsen) с расчетом, чтобы он не содержал в себе «никакой гипотезы», и противопоставлен им понятию «наследственный признак». Находясь в… …   Большая медицинская энциклопедия

  • ГЕН — (от греч. genos род происхождение) (наследственный фактор), единица наследственного материала, ответственная за формирование какого либо элементарного признака. У высших организмов (эукариот) входит в состав хромосом. Совокупность всех генов… …   Большой Энциклопедический словарь

  • ген — ГЕН, гена, муж. (греч. genos род) (биол.). Предполагаемый зачаток наследственных свойств организма. Учение об устойчивых генах. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 …   Толковый словарь Ушакова

  • ГЕН — ГЕН, гена, муж. (греч. genos род) (биол.). Предполагаемый зачаток наследственных свойств организма. Учение об устойчивых генах. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 …   Толковый словарь Ушакова

  • ген — ГЕН, гена, муж. (греч. genos род) (биол.). Предполагаемый зачаток наследственных свойств организма. Учение об устойчивых генах. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 …   Толковый словарь Ушакова

Книги

  • Ген-13, Джесси Рассел. High Quality Content by WIKIPEDIA articles!Ген-13 (англ. «Gen??») — вымышленная команда супергероев из серии комиксов «Gen??» компании Wildstorm, созданных Джимом Ли, Брэндоном Чои и Скоттом… Подробнее   Купить за 1125 руб
  • Ген, Джесси Рассел. High Quality Content by WIKIPEDIA articles!Ген — структурная и функциональная единица наследственности, контролирующая развитие определённого признака или свойства. Совокупность генов… Подробнее   Купить за 950 руб
  • Ген стройности. Активировать на всю жизнь!, Джонсон Джеймс Р.. В организме каждого человека есть"ген похудения",который при желании можно активировать в любой момент. Авторы предлагают новую систему питания: один день вы едите что хотите и сколько… Подробнее   Купить за 124 руб
Другие книги по запросу «Ген» >>