Класификация на гените - структурни и функционални

ГМО, перинатална диагностика, декодиране на ДНК,

гени

Във всяка клетка на всеки жив организъм се съдържа цялата информация за него. На теория това трябва да е достатъчно, за да се възпроизведе точното му копие. И всички благодаря на ДНК, която всъщност е генетичен паспорт. Със своите проби можете да извадите отдавна изчезналите видове животни и растения и да спрете изчезването на тези, които са застрашени.

Генът е елементарна единица на наследствен материал. Те са оформени в някои по-големи части, а тези, от своя страна, съставляват ДНК молекули. Всъщност всеки от тях е елемент от кода под формата на последователност от нуклеотиди, в която цялата информация за тялото е криптирана. И науката, която разследва каква е тази информация, какви са функциите на отделните звена, каква е структурно-функционалната класификация на гените и други свързани с тях въпроси, е сравнително млада, но вече е доказала своята необходимост и показва голям потенциал.

проучване

Фактът, че децата наследяват някои черти на техните родители и по-отдалечени роднини, отдавна е известно. За дълго време обаче е абсолютно неясно какъв е механизмът за предаване на информация за външния вид, природата, болестите от родителите на деца, внуци и бъдещи потомци. На този етап си струва да се спомене известният Мендел, който формулира законите за наследяване на някои характеристики, въпреки че не знаеше как се случва това.

Пробив в изследването на гените стана въпрос на време от появата на микроскопи. Клетките са били намерени ядра, в които човечеството е било в състояние да погледне през няколко десетки години. Най-интересното е, че откритието за дълго време е било в учените буквално под носа им, но те постоянно не го забелязват.

Факт е, че ДНК за първи път е изолирана през 1868 г. Но до началото на 20-и век много биолози са били сигурни, че това вещество има функция за натрупване на фосфор в тялото и не играе ролята на хранилище с пълна кодирана информация за него. Около средата на века бяха проведени някои експерименти, които доказаха, че това е основната цел на ДНК. Но методът на предаване и структурата на веществото остават неизвестни.

Декодиране на генома

Въз основа на изследванията на Морис Уилкинс и Розалинд Франклин през 1953 г. Франсис Крийк и Джеймс Уотсън предложиха, че ДНК е двойна спирала. По-късно тази хипотеза беше доказана, за която учените получиха Нобеловата награда.

Сега науката е изправена пред задачата да дешифрира генетичната година, което би позволило да се отговори на многобройни въпроси. И тук не само биолози, но и физици с математици влязоха в материята. Методът на кодиране остава загадка в продължение на десет години, беше ясно само, че той е триплет, т.е. той включва три нуклеотидни компонента. През 1965 г. най-накрая разбира значението на всички единици, наречени кодони. Шифърът беше опростен.

Това обаче не означава, че за учени няма останали загадки. Проучванията продължават да продължават, но класификацията на гените и тяхното проучване са дали повече представа за характера на някои заболявания и начините, по които се лекуват. Сега хората, които даряват кръв, могат да разберат кои заболявания са изправени пред тях, дали има голям риск да наследят тези или други здравословни проблеми от родителите си и да ги предадат на децата. Това допринесе за сериозен напредък в много области на медицината.

Функции на гена

Когато назначаването на ДНК беше очевидно, учените се интересуваха от въпроса какъв е смисълът на всяко кодово звено, за какво отговаря, какви процеси в тялото го задействат. И от няколко десетилетия много изследователи търсят отговори. През цялото това време стана ясно, първо, че генът не е неделима единица наследствена информация, и второ, че концептуалният апарат на учените трябва много да бъде допълнен.

Бяха въведени още няколко термина, които позволиха по-пълно отразяване на процесите, които се наблюдават на практика устно. Но функциите на гена остават в доста неясна форма - синтеза на протеини и полипептиди. Всеки сайт на ДНК е отговорен за специфичното си вещество и как това засяга тялото, в повечето случаи е трудно да се каже. Изследователите все още не са работили усилено, за да могат да кажат, че тези или други гени, например, са отговорни за цвета на очите, добрата кожа и някои характеристики на сърцето. Всичко е усложнено от някои свойства на ДНК.

Класификации

Очевидно всяка единица на ДНК изпълнява някои специфични задачи, въпреки че все още не са известни на човечеството. Изхождайки от тази предпоставка, се развива модерна структурна и функционална класификация на гените. Той се използва най-често, но има и други, по-високо специализирани и отчитащи някои специфични свойства на тези или други части от ДНК. По принцип тази класификация на гените се разбира: структурни и регулаторни (функционални). Всеки от тези сортове, на свой ред, може да бъде разделен на групи. Например сред регулаторите има модификатори, супресори, инхибитори и т.н.

Също така, разделянето на гените по критерия за влияние върху жизнеспособността, което означава смъртоносни, полу-летални и неутрални единици.

Основни разлики

Малко по-високо се смяташе за общоприетото класифициране на гените. Структурните и функционалните части на ДНК, според нея, се противопоставят една на друга, но в действителност всичко е съвсем различно. Те не могат да работят отделно и всяка от тези групи е важна по свой начин.

Структурните гени са отговорни за директния синтез на основни протеини и аминокиселини. Регулаторите обаче оказват влияние върху тяхната работа, контролират тяхното включване и деенеризация в процеса на развитие на организма, както и създават други спомагателни вещества. Поради естеството на тяхното въздействие върху структурната част, те се разделят на инхибитори, супресори, усилватели и модификатори. Тяхната дейност ви позволява да ускорите или забавите развитието на определени функции.

свойства

Всяка единица ДНК има редица характеристики, които позволяват в сравнително малка протеинова молекула да кодира цялата информация за тялото:

1. Дискретен. Всеки ген действа като самостоятелна единица.
2. Стабилност. Ако няма мутации, някои или други части от ДНК се предават на бъдещите поколения в непроменена форма.
3. Специфика. Всеки ген действа върху развитието на определена функция.
4. Дозирането. Промяната в количеството на ген в тялото води до смущения (например синдром на Даун - увеличение на броя на хромозомите).
5. Pleiotropy. Възможността за един ген допринася за развитието на няколко симптома.

Има още много неща, които трябва да се научат. Да, учените са постигнали много чрез четене на ДНК, разбирането се е подобрило дори при формирането на гените. Структурните и регулаторните части, работещи заедно, осъзнаването на кодиращия механизъм - миналия век се превърна в бум в развитието на биологията. Но все още има какво да научим.

Перспективи за развитието на науката

Въпреки факта, че генетиката е сравнително млада наука, вече е очевидно, че я очаква голямо бъдеще. Лечението на заболяванията, считани за безнадеждни, подобряването на свойствата на растенията и животните, което позволява развитието на селското стопанство, възстановяването на биологичното разнообразие - всичко това е възможно сега. Основният фактор, възпрепятстващ по-нататъшното проучване, експериментиране и прилагане, е етиката. Моралните проблеми, пред които ще се сблъска човечеството, след като се научат да управляват информацията, кодирана в ДНК, все още не са напълно разбрани.