Биологический энциклопедический словарь - ген

20 в. сов. учёными А. С. Серебровским, Н. П. Дубининым и др. Это открытие нашло подтверждение в исследованиях зарубежных авторов, работавших с дрозофилой, а также с низшими грибами, бактериями и др. биол. объектами. В 1953 Дж. Уотсоном и Ф. Криком была раскрыта трёхмерная структура ДНК, что позволило говорить о том, каким образом детали данной структуры определяют биол.

функции ДНК в качестве материального носителя наследств. информации. В 60 х гг. амер. исследователь С. Бензер доказал, что Г. бактериофага Т4, развивающегося на кишечной палочке, состоит из линейно расположенных, независимо мутирующих элементов, разделимых рекомбинацией. Исходя из доказанной к тому времени генетич. роли нуклеиновых к-т (см.

Трансформация), С. Бензер показал, что наименьшими мутирующими элементами Г. являются отдельные пары нуклеотидов ДНК. Существ, роль в теории Г. сыграла концепция «один ген один фермент», выдвинутая в 40-е гг. Дж. Бидлом и Э. Тейтемом, согласно к-рой каждый Г. определяет структуру какого-либо фермента. После множества уточнений эта концепция сводится к тому, что для каждого типа полипептидных цепей в клетке существует т.

н. структурный Г., определяющий чередование аминокислотных остатков в ней. Эта концепция вместе с представлениями о сложной структуре гена и генетич. роли нуклеиновых к-т послужила отправной точкой для установления Ф. Криком и др. осн. параметров генетического кода для белков, а затем его полной расшифровки в 1965 C. Очоа, М. Ниренбергом и др.

К этому времени утвердилось представление об универсальности осн. черт строения и функции Г. как сложной линейной структуры участка ДНК, к-рый в результате транскрипции и последующей трансляции определяет первичную структуру полипептидней цепи. Дальнейшее развитие теории Г. связано, с выявлением отличий в организации генетич.

материала у организмов, далёких друг от друга в таксономич. отношении, и с установлением осн. тенденций эволюции Г. Для организации генетич. материала прокариот характерны опероны, состоящие из неск. Г. Отсутствие их у эукариот связано, по-видимому, с тем, что рибосомы эукариот в отличие от рибосом прокариот не способны реини-циировать трансляцию на одной и той же молекуле иРНК после прохождения ко-дона-терминатора.

Поэтому каждый транскрипт (единица транскрипции) эукариот содержит нуклеотидную последовательность только одного структурного Г. Кроме того, у прокариот в молекуле транслируемой иРНК представлена вся нуклеотидная последовательность структурного Г., в то время как у эукариот мн. Г. содержат от одного до неск. десятков нетранслируемых участков нитронов, к-рые перемежаются с транслируемыми участками экзонами.

организацию клетки-хозяина. Так, Г. бактериофагов собраны в опе-роны и не имеют интронов, а вирусы эукариот имеют интроны. В то же время в генетич. материале вирусов прокариот и эукариот обнаруживается общая характерная черта перекрывание Г. Возможно, это связано у вирусов с тенденцией макс, использования информац. ёмкости небольшого генома.

Это отражает неспособность рибосом клетки-хозяина реинициировать трансляцию на одной молекуле иРНК, и поэтому знаки, разделяющие отд. Г., как бы вынесены на гигантскую цепь полипротеина. Т. о., выявляются осн. тенденпии в эволюции Г.: от оперонных структур, содержащих «простые Г.», у прокариот к автономизации Г. и даже их частей, разделимых нитронами, у эукариот.

Полагают, что отд. экзоны соответствуют функционально значимым участкам в полипептидной цепи её отд. доменам. Перекомбинация экзонов может вести к оптимальным сочетаниям доменов в белках. По мере проникновения в мол. структуру генетич. материала всё труднее становится находить в молекулах ДНК границы того, что обозначают понятиями «ген» и «гены» (как наследств, задатки, части генотипа).

единиц. Наряду со структурными и регуляторными Г., обнаружены участки повторяющихся нуклеотидных последовательностей, функции к-рых неизвестны, мигрирующие нуклеотидные последовательности (мобильные гены). Найдены также т. н. псевдогены у эукариот, к-рые представляют собой копии известных Г., расположенные в других частях генома и лишённые интронов или инак-тивированные мутациями и поэтому не функционирующие.

Все эти сведения расширяют представления о строении гене-тич. материала и показывают, что теория Г. продолжает развиваться. Теория Г.основа прикладной генетической инженерии, методы к-рой позволяют, напр., создавать штаммы бактерий, производящие мн. физиологически активные вещества, используемые в медицине и с. х-ве. При этом знание структуры конкретных Г.

, мол. основ их экспрессии позволяет выбирать оптим. стратегию химич. или ферментативного их синтеза, присоединения к ним «сильных» промоторов, использования соотв. молекул ДНК для переноса их из одних организмов в другие. Кроме того, на основе многочисл. мутантов по отдельным генам, получаемых при их изучении, созданы высокоэффективные тест-системы для выявления генетич.