Джин

Ген Определение гена Ген — это основная единица наследственности, определяющая фенотипические признаки.   Существует два типа генов: менделевский ген и молекулярный […]

Ген

  • Определение гена

    • Ген — это основная единица наследственности, определяющая фенотипические признаки.  
    • Существует два типа генов: менделевский ген и молекулярный ген.  
    • Молекулярный ген — это последовательность нуклеотидов в ДНК, транскрибируемая для получения функциональной РНК.  
  • Экспрессия гена

    • ДНК копируется в РНК, которая может быть функциональной или промежуточной матрицей для синтеза белка.  
    • Передача генов потомству определяет фенотип индивида.  
    • Генотип формируется под влиянием полигенов и взаимодействий генов с окружающей средой.  
  • Мутации и аллели

    • Гены могут приобретать мутации, приводящие к различным вариантам, известным как аллели.  
    • Аллели кодируют разные версии гена, вызывающие различные фенотипические признаки.  
  • История термина «ген»

    • Термин «ген» был введен Вильгельмом Йоханнсеном в 1909 году.  
    • Ген — это последовательность ДНК, кодирующая диффузионный продукт, который может быть белком или РНК.  
  • Эволюция и популяционная генетика

    • Гены эволюционируют в результате естественного отбора и генетического дрейфа аллелей.  
    • Популяционная генетика изучает генетические процессы на уровне популяций.  
  • Разделы генетики

    • Генетика включает классический, молекулярный, экологический, иммуногенетический и другие разделы.  
    • Генетика изучает наследственность, изменчивость и взаимодействие генов с окружающей средой.  
  • История генетики

    • Вильгельм Йоханнсен ввел различие между генотипом и фенотипом.  
    • Мендель продемонстрировал независимый ассортимент и различие между доминантными и рецессивными признаками.  
    • Чарльз Дарвин разработал теорию пангенезиса.  
  • Открытие ДНК

    • В 1940-1950-х годах было доказано, что ДНК является молекулярным хранилищем генетической информации.  
    • Уотсон и Крик опубликовали модель двухцепочечной молекулы ДНК.  
    • В 1972 году Уолтер Файерс определил последовательность гена белка оболочки бактериофага MS2.  
  • Современный синтез

    • Теории, разработанные для интеграции менделевской генетики с дарвиновской теорией эволюции, называются современным синтезом.  
    • Джордж К. Уильямс предположил, что менделевский ген является единицей естественного отбора.  
    • Ричард Докинз популяризировал идеи, подчеркивающие центральную роль менделевских генов и важность естественного отбора в эволюции.  
  • Молекулярная основа

    • ДНК состоит из цепочки нуклеотидных субъединиц, образующих двойную спираль.  
    • Экспрессия генов начинается с транскрибирования гена в РНК.  
    • Хромосомы состоят из одной длинной спирали ДНК, содержащей тысячи генов.  
  • Структура и функции

    • Структура гена включает множество элементов, из которых кодирующая последовательность белка является лишь небольшой частью.  
    • Хромосомы эукариот содержат участки ДНК, не выполняющие очевидной функции, называемые «мусорной ДНК».  
  • Структура генов

    • Гены содержат интроны и нетранслируемые участки.  
    • Некодирующие гены могут содержать интроны, удаляемые при обработке.  
    • Гены связаны с регуляторными последовательностями для экспрессии.  
  • Промоторные последовательности

    • Промоторы распознаются и связываются с транскрипционными факторами.  
    • Высоко транскрибируемые гены имеют сильные промоторы.  
    • Промоторные области эукариот сложнее идентифицировать.  
  • Регуляторные области

    • Регуляторные области изменяют экспрессию, связываясь с факторами транскрипции.  
    • Энхансеры усиливают транскрипцию, сайленсеры подавляют.  
  • Зрелая мРНК

    • Содержит нетранслируемые участки и интроны.  
    • Сплайсинг удаляет интроны и соединяет экзоны.  
    • Поли(А) хвост защищает мРНК и влияет на трансляцию.  
  • Опероны

    • Прокариотические гены организованы в опероны.  
    • Транскрипция оперона контролируется репрессором.  
    • Продукты генов-оперонов имеют сходные функции.  
  • Сложность генов

    • Интроны эукариот могут быть больше экзонов.  
    • Энхансеры могут находиться на разных хромосомах.  
    • Один ген может кодировать множество продуктов.  
  • Экспрессия генов

    • ДНК транскрибируется в мРНК, затем мРНК транслируется в белок.  
    • Генетический код определяет аминокислотную последовательность белка.  
  • Транскрипция

    • Образуется одноцепочечная мРНК, комплементарная ДНК.  
    • Транскрипция инициируется промоторной областью.  
    • У прокариот транскрипция происходит в цитоплазме, у эукариот в ядре.  
  • Перевод

    • Зрелая мРНК используется для синтеза белка.  
    • Трансляция осуществляется рибосомами и тРНК.  
    • Белки сворачиваются в активную структуру для выполнения функций.  
  • Регулирование генов

    • Гены регулируются для экспрессии в нужное время.  
    • Экспрессия регулируется на всех этапах.  
    • Гены РНК могут быть функциональными продуктами.  
  • Вирусы и РНК

    • Некоторые вирусы хранят геном в виде РНК, что позволяет им синтезировать белки сразу после заражения.  
    • РНК-ретровирусы, такие как ВИЧ, требуют обратной транскрипции для синтеза белков.  
  • Наследование

    • Организмы наследуют гены от родителей.  
    • Бесполые организмы наследуют полную копию генома.  
    • Половые организмы имеют по две копии каждой хромосомы.  
  • Менделевское наследование

    • Вариации в фенотипе обусловлены вариациями в генотипе.  
    • Аллели могут быть доминантными или рецессивными.  
    • Аллели взаимодействуют при образовании гамет.  
  • Репликация ДНК и деление клеток

    • Репликация ДНК создает дубликат генома.  
    • Процесс репликации полуконсервативен.  
    • Деление клеток происходит через бинарное деление у прокариот и клеточный цикл у эукариот.  
  • Молекулярное наследование

    • Дублирование и передача генетического материала.  
    • Мейоз приводит к образованию гамет.  
    • Генетическая рекомбинация может изменять сортировку аллелей.  
  • Молекулярная эволюция

    • Мутации происходят из-за ошибок репликации и репарации ДНК.  
    • Полиморфизм обусловлен естественным отбором и генетическим дрейфом.  
    • Большинство мутаций нейтральны, но некоторые вредны или полезны.  
  • Гомология последовательностей

    • Гены можно сравнить по последовательностям ДНК.  
    • Ортологичные гены связаны происхождением от общего предка.  
    • Паралогичные гены связаны дупликацией генов.  
  • Происхождение новых генов

    • Дупликация генов является основным источником новых генов.  
    • Паралоги могут отличаться по последовательности и функциям.  
  • Дупликация генов и их потеря

    • Дупликация генов приводит к появлению нефункциональных копий (псевдогенов)  
    • Псевдогены могут быть результатом мутаций или быстрого изменения последовательности  
  • Гены-сироты

    • Гены-сироты возникают из некодирующих последовательностей или быстрой дупликации  
    • Гены de novo обычно короче и проще по структуре  
  • Горизонтальный перенос генов

    • Горизонтальный перенос генов распространен у прокариот и вносит вклад в генетическую изменчивость  
    • У эукариот горизонтальный перенос генов встречается реже, но есть примеры у простейших и водорослей  
  • Геном и количество генов

    • Геном включает гены и некодирующие последовательности  
    • Размер генома и количество генов сильно различаются у разных организмов  
    • Количество генов человека оценивается в 19 000, некодирующих генов — 26 000  
  • Важнейшие гены

    • Эссенциальные гены важны для выживания организма  
    • У бактерий и дрожжей количество важных генов составляет менее 10% генома  
    • У высших эукариот и синтетического организма Syn 3 количество важных генов выше  
  • Генетическая и геномная номенклатура

    • Номенклатура генов разработана Комитетом по номенклатуре генов HUGO  
    • Символы генов уникальны и соответствуют другим членам семейства генов  
  • Генная инженерия

    • Генная инженерия модифицирует геном организма с помощью биотехнологии  
    • Методы геномной инженерии используют модифицированные ферменты для редактирования генов  
    • Генная инженерия используется в исследовании модельных организмов и для генетически модифицированных организмов в сельском хозяйстве и медицине  

Полный текст статьи:

Джин

Оставьте комментарий

Прокрутить вверх