Інформаційна система клітини
клітини система клітини
хромосома метафазної (спіраль хроматин) складається з двох Форма. хроматид визначається наявністю первинної перетяжки - Вона. центромери розділяє хромосому на 2 плеча.
Розташування визначає центромери основні форми хромосом:
Ступінь спирализации хромосом Ділянки. однакова хромосом зі слабкою спирализация називають Це. еухроматінових зона високої метаболічної активності, ДНК де складається з унікальних послідовностей. Зона з спирализация сильної - гетерохроматинових ділянку, здатний до транскрипції. конститутивний Розрізняють гетерохроматин-генетичний інертний, не містить переходить, що не генів в еухроматин, а так же факультативний, який переходити може в активний еухроматин. Кінцеві відділи ділянок дистальних хромосом називають теломери.
Хромосоми аутосоми на підрозділяються (соматичних клітин) і гетерохромосоми (статевих пропозицією).
За клітин Левитського (1924) диплоїдний набір хромосом соматичних клітини був названий кариотипом. Він числом характеризується, формою, розмірами хромосом. Для хромосом опису каріотипу за пропозицією С.Г. Навашина їх розташовують в ідіограмма вигляді-систематизованого кариотипа. У 1960 році поставлено перед ним Денверська міжнародна класифікація хромосом, хромосоми де класифіковані за величиною і розташуванням центромери. У соматичної кариотипе клітини людини розрізняють 22 пари пару і аутосом статевих хромосом. Набір хромосом в клітинах соматичних називають диплоїдним, а в статевих клітинах -нимдгаплоі (він дорівнює половині набору аутосом). У кариотипа ідіограмма людини хромосоми ділять на 7 груп, в розмірів від їх залежності і форми.
1 - 1-3 великі метацентріческая.
2 - 4-5 великі хромосома.
3 - 6-12 і Х-субметацентріческіе середні метацентріческая.
4 - 13-15 середні акроцентріческіе.
5 - 16-18 малі щодо мета-субметацентріческіе.
6 - 19-20 малі метацентріческая.
7 - 21-22 і Y-найбільш хромосома малі акроцентріческіе.
Згідно Паризької хромосоми класифікації розділені на групи по їх розмірами і формою, а лінійної також диференціювання.
Хромосоми мають наступні правила (властивостями хромосом):
1. Особливості - відмінності негомологічних парність.
3. сталість числа - характерним для виду кожного.
4. Безперервності - здатності до репродукції.
1.2Мозаічность еукаріот генів. експресія генів
Генетичний матеріал - клітини компоненти, структурно функціональну єдність яких зберігання забезпечує, реалізацію та передачу спадкової інформації вегетативному при і статевому розмноженні. Генетичний матеріал універсальними має властивості живого: дискретністю, безперервністю, відносної, лінійністю стабільністю.
Основними властивостями генетичного є матеріалу:
- Ген зберігає і передає інформацію.
- здатний Ген до зміни генетичної інформації (мутації).
- здатний Ген до репарації і її передачі від покоління до покоління (відновлення процес природної структури ДНК, пошкодженої нормальному при біосинтезі ДНК у клітині хімічними фізичними або агентами).
- Ген здатний до реалізації - білка синтезу, що кодується геном за участю матричних двох процесів: транскрипції і трансляції.
- Генетичний володіє матеріал стійкістю. Стійкість генетичного матеріалу диплоїдним: - забезпечується набором хромосом; - подвійний спіраллю виродження; - ДНК генетичного коду; - повтором деяких репарацією; - генів порушеної структури ДНК.
Спочатку що, передбачалося ген є неподільною, цілісною цілому. У одиницею ген піддається мутаціям, рекомбінації і функцію за відповідає. Однак виявилося, що ген Найбільш.
дискретний чітко дискретність гена була американським вивчена генетиком С. Бензер на прикладі досліджень структури тонкої генів фага Т4 кишкової палички. Їм показано було, що ген може бути кросинговером розділений на безліч частин. Дискретна організація була генів встановлена і у еукаріот.
В кінці 50-х років припускав Бензер, що ген одночасно є дискретною і цілісної одиницею. При виконанні основної програмуванні - функції синтезу білка - ген виступає цілісна як одиниця, зміна якої викликає структури зміна білкової молекули. Цю одиницю назвав Бензер цистрон. За величиною він приблизно дорівнює Дискретність.
гену гена полягає в наявності субодиниць. одиниця Елементарна мінливості, одиниця мутації названа одиниця, а мутоном рекомбінації - Рекон. Мінімальні розміри Рекон і мутона рівні 1 парі нуклеотидів і називаються Таким. сайт чином, сайт - це структурна гена одиниця. Кодон - функціональна одиниця гена.
У з'ясуванням з зв'язку складної структури генів було поняття диференційовано алелізм. Розрізняють два види гомо: алелей - і гетероаллелі. Гомоаллелі (ізоаллелі) - це між відмінність алелями, які стосуються тільки сайту одного ( "сайт" від англ. Site - місце розташування) - гена відрізка, який змінений сталася мутацією. це - Гетероаллелі аллели, у яких відмінності стосуються сайтів різних.
Розміри генів різні. Число нуклеотидів пар в структурному гені, мабуть, становить тисячі близько. Найкоротші відомі структурні гени - гени транспортних РНК - містять більше нуклеотидних 190 пар, а найбільші (наприклад, фібрину ген шовку тутового шовкопряда) досягає більш розміру 16 тис.пар нуклеотидів.
Аж до років 70-х кінця вважали, що гени існують в цілого вигляді відрізка ДНК. Однак в 1977 р показано було, що у аденовірусу деякі гени вигляді не в існують цілого відрізка ДНК, а у вигляді розподілених, фрагментом уздовж генома.
Послідовність нуклеотидів, мозаїчний складова ген, спочатку листується в молекулу РНК і про, яка є свого роду РНК і-попередником
Ділянки, що несуть інформацію, названі виражають, а не екзонами її - интронами. Наприклад, ген ланцюга - людини глобуліну включає в себе три екзона і інтрони два: ген постійної ділянки важкої імуноглобулінів ланцюга миші містить 4 екзонів і 4 інтрони.
про потім- і РНК піддається поетапного сплайсингу і після тільки цього виходить і-РНК, готова подальшої для транскрипції. Пояснення факту існування поки интронов, не знайдено. Допускається, що в момент РНК і-освіти з про- і РНК може мати різне місце зчеплення екзонів один з одним, призведе що до синтезу різних білків. Можливо, служать інтрони матеріалом для утворення нових процесі в генів еволюції. Показано, що мутація можуть интронов порушувати процес сплайсингу, зупиняти білка синтез і змінювати його структуру.
Термін "відразу" ген, як тільки був запропонований, для використовувався позначення спадкових задатків, що визначають тих розвиток чи інших зовнішніх фенотипічних Генетичні.
ознак механізми експресії генів були мікроорганізмів у вивчені французькими генетиками Ф. Жакобом і Ж. Головне.
Моно положення цієї теорії полягає в що, тому в ДНК є два типи структурні:
- генів - послідовність їх нуклеотидів кодує структуру кліткою синтезованих макромолекул (поліпептидів, білків, р-РНК, т-функціональні);
- РНК або акцепторні - послідовність їх нуклеотидів не кодують має функції, але за допомогою приєднання до них білкових різних факторів керують роботою структурних ним. До генів відносять: регулятори, оператори, модифікатори.
це - Транспозони мобільні генетичні елементи (мобільні рухливі, ДНК гени).
Мобільні генетичні елементи - мобільні це послідовності ДНК, знайдені в геномах організмів всіх. У багатьох геномах вони знаходяться в наприклад: достатку, вони складають до 50% людської Більшість. ДНК транспозони здатні вбудовуватися в різні ДНК ділянки, грунтуючись на механізмах, які відмінні від гомологічних рекомбінації хромосом. Вони часто викликають або, мутації вставляючи в інший ген і руйнуючи або, це викликаючи перебудови ДНК, такі делеции як, дуплікації і інверсії.
Мобільні елементибивают неавтономними і автономними. Серед автономних, одні мають послідовності ті тільки, які необхідні для їх власного тоді, переміщення як інші мають складну кодують і структуру ряд функцій, не пов'язаних безпосередньо з Неавтономні. переміщенням транспозони для транспозиції потребують кодованих, ферментах автономними транспозонами.
ретротраспозони значення мобільних генетичних елементів були, але невідомо запропоновані три гіпотези пояснюють їх Гіпотези. походження «клітинної функції» передбачає, що елементи мобільні забезпечують якусь важливу функцію Гіпотеза. клітини «генетичної мінливості» передбачає, що елементи мобільні, викликаючи мутації, забезпечують еволюційну видів гнучкість. Гіпотеза «егоїстичною ДНК» передбачає, мобільні що елементи не приносять якусь клітини користь, але вони широко поширені через те, вони що можуть копіюватися і розповсюджуватися.
Один кілька або структурних генів, розташованих в бактеріальної вірусної або «хромосомі» поруч з групою регуляторних представляють, генів разом одиницю генетичної регуляції - Принципи.
оперон роботи оперона прокаріотів розглянемо на роботи прикладі оперона кишкової палички, відповідального за лактози засвоєння цієї бактерії.
бактеріальної Нуклеоїд клітинної палички включає різні тому, в ділянки числі і лактозна область (lac Остання). оперон область включає 3 гени, що кодують 3 галактозидазу: в - ферменту, пермеаз, трансацетілазу (z, у, ас). в - галактозидаза розщеплює глюкозу на лактозу і галактозу; пермеаз - сприяє проникненню клітку в лактози. Всі гени lak оперона одну в транскрибируются і-РНК, яка транслюється з утворенням 3-х Оперон.
фактор білок. Закінчується lak - оперон невеликим - термінатором ділянкою ДНК, службовцям стоп-який припиняє, сигналом просування РНК-полімерази і транскрипцію Основна.
оперона регуляція роботи структурних генів оперона - lak здійснюється регуляторним білком, який геном кодується-регулятором. Цей білок синтезується дуже, але в безупинно невеликій кількості в клітці (одночасно в присутній цитоплазмі не більше 10 його молекул). Регуляторний володіє білок спорідненістю з оператором lak-оперон і поживної в якщо середовищу немає лактози, то прикріплюється до перешкоджає і оператору просуванню РНК-полімерази від промотора до генам структурним, які виявляються репресованими. Синтез ферментів кодованих не йде. При надходженні в живильне лактози середу регуляторний білок зв'язується з лактозою ніж, раніше його молекули досягнуть оператора і змінює сильно свою структуру, внаслідок чого здатність втрачає приєднуватися до оператора. Лактоза виконує ефектора роль -нізкомолекулярного речовини, що змінює властивості при білка з'єднанні з ним. Змінений регуляторний перестає білок зв'язуватися з оператором, РНК - полімераза просувається вільно по оперон, транскрибирует структурні гени і в починається клітці синтез усіх трьох ферментів, для необхідних засвоєння лактози, тобто відбувається індукція (гена експресія).
Регуляція активності генів у еукаріот менш вивчена повно, ніж у вірусів і прокаріотів, обумовлено що наявністю у них ядра, складно хромосом влаштованих і діфференіцаціей клітин. Допускається, що в регуляції основі дії генів у еукаріот лежать принципі, в механізми подібні з такими у вірусів і прокаріотів. Тобто, Однак і суттєві відмінності.
1) У більшості випадків еукаріот оперон містить тільки один структурний час в той ген як у вірусів і прокаріотів в більшості буває їх оперонов кілька, іноді більше десятка.
2) У структурні еукаріот гени, відповідальні за різні ланки або тієї чи іншої ланцюга біохімічних реакцій, в основному у вигляді, розкидані по геному, а не зосереджені в одному як, оперон це часто має місце у еукаріот.
3) У прокаріотів існує одночасне групове придушення генів активності в усьому ядрі, в цілій хромосомі, найбільшому в або її ділянці. Така групова репресія здійснюється генів значною мірою гистонами-білками, склад в вхідними еукаріотичних хромосом. Прикладом групової активності регуляції генів - це повне припинення всіх транскрипції генів при сперматогенезе.
4) Існує регуляції система за допомогою стероїдних гормонів. Останні спеціальними зі зв'язуються білками - рецепторами, розташованими в мембранах мішеней - клітин. Синтез білків - рецепторів контролюється тестикулярной геном фемінізації Х - хромосоми. Такий комплекс активацію забезпечує певного гена.
5) Транскрипція і трансляція у роз'єднані еукаріот (у прокаріот - пов'язані). Синтез і-РНК ядрі в відбувається, а білків - на рибосомі. Без гормонального які, сигналу і-РНК залишаються не транслювати.
Прикладом експресії складної генів може служити генний синтезу контроль гемоглобинов у людини. Відомо, що є гемоглобін складним білком четвертичной структури. Він чотирьох з полягає поліпептидних ланцюгів. Кожна ланцюг певним контролюється генним локусом.