Цистрон. Функциональный критерий аллелизма.

Цистрон - (cistron) - фрагмент ДНК или РНК-цепи, который кодирует аминокислотный состав одной полипептидной цепи в процессе синтеза белков. Цистрон можно считать функциональным эквивалентом гена.

Т. Морган. Он предложил два критерия аллелизма: функциональный (или комплементарный) и рекомбинационный.

Функциональный критерий основывается на том, что при скрещивании двух мутантов, несущих изменения разных генов, возникает гибрид первого поколения — дигетерозигота, имеющая дикий фенотип в силу доминирования нормальных аллелей каждого из генов. В таком случае принято считать, что нормальные аллели исследуемых мутаций комплементарны друг другу. В то же время если скрещиваемые мутанты несут аллели одного гена, то в компаунде дикий тип не появляется.

91. ^ Тонкая структура гена.

Раньше считалось, что гены представляют собой часть хромосомы и являются неделимой единицей, обладающей рядом свойств: способностью определять признаки организма; способностью к рекомбинации, т. е. пе­ремещению из одной гомологичной хромосомы в другую при кроссинговере; способностью мутировать, давая новые аллельные гены.

В дальнейшем оказалось, что ген представляет собой сложную систе­му, в которой указанные особенности не всегда бывают нераздельными.

Первые представления о, сложной структуре гена возникли еще в 20-х годах текущего столетия. Советские генетики А. С. Серебровский и Н. П. Дубинин выдвинули предположение, что ген состоит из отдельных «ступенек». В настоящее время это блестяще подтвердилось новыми ис­следованиями. Установлено, что ген представляет собой часть молекулы ДНК и состоит из сотен пар нуклеотидов. Ген как функциональную еди­ницу американский генетик С. Бензер предложил назвать цистроном. Именно цистрон определяет последовательность аминокислот в каждом специфическом белке.

Цистрон в свою очередь подразделяется на предельно малые в линей­
ном измерении единицы - р е к о н ы, способные к рекомбинации при
кроссинговере.

Выделяют, кроме того, понятие мутон- наименьшую часть гена, спо­собную к изменению (мутированию).

Размеры рекона и мутона могут равняться одной или нескольким па­рам нуклеотидов, цистрона - сотням и тысячам нуклеотидов.

Оказалось, что разные функции гена связаны с отрезками цепи ДНК различной величины. Ген оказался сложной структурой, внутри которой могут осуществляться процессы мутирования и рекомбинации.

^ Генетический код. В главе о клетке уже были даны основные сведения о генетическом коде. Выяснено, что гены состоят из многих пар нуклеотидов.

Генетический код- это система расположения п а р нуклеоти­дов в молекуле ДНК, контролирующая последoвательность расположе­ния аминокислот вмолекуле белка. Сами гены принимают непо­средственного участия в синтезе белка. Посредником между геном и белком является информационная РНК. Ген-матрица для молекулы ин­формационной РНК- Три нуклеотида в информационной РНК как и от­резок молекулы ДНК составляют триплет, или к о д о н, Каждый из них соответствует определенной аминокислоте, включающейся в синтези­руемую поли пептидную цепочку.

Синтез белка осуществляется в рибосомах. Аминокислоты доставля­ются рибосоме транспортной РНК. Полагают, что молекула транспорт­ной РНК представляет собой полинуклеотидную цепочку, сложенную по­полам; при этом прилегающие друг к другу нуклеотиды являются компле­ментарными и между ними образуются водородные связи, подобно существующим в ДНК. Лишь в месте перегиба остаются три неспаренных нуклеотида, которые получили название антикодона. Этот триплет, имеющий незамещенные водородные связи, может взаимодействовать с комплементарным кодоном на молекуле информационной РНК и пере­давать соответствующую аминокислоту для синтеза белка. В настоящее время выяснены кодоны информационной РНК, соответствующие всем 20 аминокислотам. Обнаружено, что на точность считывания генетической информации оказывают влияние условия «работы» рибосом. Например, при повыше­нии содержания ионов магния в рибосоме нарушается нормальное счи­тывание генетического кода. На качественный и количественный состав синтезируемого белка влияет взаимодействие между генами.