Razvrstavanje gena - strukturno i funkcionalno

GMO, perinatalna dijagnostika, dekodiranje DNA, Kloniranje - puno tehnologija sadašnjosti i budućnosti povezano je s tom znanosti. Klasifikacija gena omogućila je proučavanje njihovih funkcija i mogućnosti promjene. Dakle, ono što je danas poznato o njima?

geni

U svakoj ćeliji bilo kojeg živog organizma sadrži sve informacije o njemu. U teoriji, to bi trebalo biti dovoljno za reprodukciju svoje točne kopije. I sve zahvaljujući DNK, koji je u stvari genetska putovnica. Uzimajući svoje uzorke, možete izvući dugo nestaje vrste životinja i biljaka i zaustaviti istrebljenje onih koji su pod prijetnjom.

Gen je elementarna jedinica nasljednog materijala. Oni su oblikovani u veće dijelove, a oni zauzvrat čine DNA molekule. U stvari, svaki komad od njega - je broj elemenata u obliku slijeda nukleotida koji su šifrirani i sve informacije o organizmu. A znanost koja istražuje vrste informacija, koje su funkcije pojedinih jedinica, što je strukturna i funkcionalna klasifikacija gena i drugih srodnih pitanja, relativno mlad, ali već je uspio dokazati svoju potrebu i pokazuju veliki potencijal.

studija

Činjenica da djeca nasljeđuju neke osobine svojih roditelja i udaljenijih rođaka već je poznata. Međutim, dugo je bilo apsolutno nejasno što je mehanizam za prenošenje informacija o izgledu, prirodi, bolesti od roditelja do djece, unučadi i budućih potomaka. U ovoj fazi valja istaknuti poznati Mendel, koji je formulirao zakone o nasljeđivanju određenih značajki, iako nije znao kako se to događa.

Proboj u proučavanju gena postao je pitanje vremena od pojave mikroskopa. Stanice su pronađene jezgre, u kojima je čovječanstvo moglo izgledati kroz nekoliko desetaka godina. Najzanimljivija stvar je da je otkriće dugo vremena bilo u znanstvenicima doslovno pod nosom, ali oni su uporno nisu primijetili.

Činjenica je da je DNK prvi put izoliran 1868. godine. No, do početka XX stoljeća, mnogi biolozi su bili uvjereni da je ova supstanca ima fosfora rezerve akumulacije funkcija u tijelu, a ne igra ulogu punom spremište kodirane informacije o tome. Približno sredinom stoljeća provedeni su neki pokusi koji su dokazali da je to glavna svrha DNK. Ali metoda prijenosa i struktura tvari ostali su nepoznati.

Dekodiranje genoma

Na temelju istraživanja Maurice Wilkins i Rosalind Franklin 1953. godine Francis Creek i James Watson sugerirao je da je DNK dvostruka spirala. Kasnije je dokazana ova hipoteza, za koju su znanstvenici dobili Nobelovu nagradu.

Sada se znanost suočila s zadatkom dešifriranja genetske godine, što bi omogućilo odgovaranje na brojna pitanja. A ovdje, ne samo biolozi, nego i fizičari s matematičarima ušli su u materiju. Kodiranje je ostalo tajnovito deset godina, samo je bilo jasno da je triplet, to jest, uključuje tri nukleotidne komponente. Godine 1965. konačno je shvatio značenje svih jedinica, nazvanih kodonima. Šifra je bila sjeckana.

Međutim, to ne znači da za znanstvenike ne postoje zagonetke. Studije se nastavljaju, ali razvrstavanje gena i njihova studija pružaju više uvida u prirodu određenih bolesti i načina na koji se liječe. Sada ljudi prolaze krv, možete saznati što bolesti su u opasnosti, da li je rizik nasljeđivanja jedan ili drugih zdravstvenih problema je visoka od roditelja i dati ih djeci. To je pridonijelo ozbiljnom napretku u mnogim područjima medicine.

Funkcije gena

Kad je imenovanje DNK bilo očito, znanstvenici su bili zainteresirani za pitanje kakav je značenje svakog odjeljka koda, za što odgovara, koji procesi u tijelu koje pokreće. I već nekoliko desetljeća mnogi su istraživači tražili odgovore. Za sve to vrijeme postalo je jasno, prvo, da gen nije nedjeljiva cjelina nasljednih informacija, i drugo, da je konceptualni aparat znanstvenika jako potrebno nadopuniti.

Uveden je još nekoliko pojmova koji su omogućili potpunije odražavanje procesa koji se verbalno promatraju u praksi. Ali funkcije gena sve su ostale u prilično nejasnoj formulaciji - sintezi proteina i polipeptida. Svaki položaj DNK je odgovoran za njegovu specifičnu supstancu, i kako to utječe na tijelo, u većini slučajeva teško je reći. Istraživači još naporno raditi da bi mogli reći da su određeni geni, na primjer, su odgovorni za boju očiju, dobre kože i neke značajke srca. Sve je komplicirano nekim svojstvima DNA.

klasifikacije

Očito, svaka jedinica DNK obavlja određene zadatke, iako još nisu poznate čovječanstvu. Polazeći od ove pretpostavke, razvila se moderna strukturna i funkcionalna klasifikacija gena. Koristi se najčešće, ali postoje i drugi, visoko specijalizirani i uzimaju u obzir neka specifična svojstva tih ili drugih dijelova DNK. Općenito, ova klasifikacija gena podrazumijeva: strukturne i regulatorne (funkcionalne). Svaka od tih sorti, pak, može se podijeliti u skupine. Na primjer, među regulatorima postoje modifikatori, supresori, inhibitori itd.

Također, podjela gena po kriteriju utjecaja na održivost, što podrazumijeva smrtonosne, polu-smrtonosne i neutralne jedinice.

Glavne razlike

Malo više smatra se općeprihvaćenom klasifikacijom gena. Strukturni i funkcionalni dijelovi DNK, prema njezinu mišljenju, su suprotstavljeni jedni drugima, ali u stvarnosti sve je sasvim drukčije. Ne mogu raditi zasebno, a svaka od tih grupa je važna na svoj način.

Strukturni geni su odgovorni za izravnu sintezu bazičnih proteina i aminokiselina. Regulatori, međutim, utječu na njihov rad, kontroliraju njihovo uključivanje i deenergization u procesu razvoja organizma, a također stvaraju i druge pomoćne tvari. Po prirodi njihovog utjecaja na strukturni dio, oni su podijeljeni na inhibitore, supresore, pojačivače i modifikatore. Njihova aktivnost omogućuje vam ubrzavanje ili usporavanje razvoja određenih značajki.

nekretnine

Svaka jedinica DNK ima brojne karakteristike koje omogućuju relativno maloj proteinskoj molekuli kodiranje svih informacija o tijelu:

1. Diskretna. Svaki gen djeluje kao neovisna jedinica.
2. Stabilnost. Ako nema prisutnih mutacija, neki ili drugi dijelovi DNK prenose se u buduće generacije u nepromijenjenom obliku.
3. Specifičnost. Svaki gen djeluje na razvoj određene osobine.
4. Doziranje. Promjena količine gena u tijelu dovodi do poremećaja (na primjer, Downov sindrom - povećanje broja kromosoma).
5. Pleiotropy. Mogućnost jednog gena doprinosi razvoju nekoliko simptoma.

Ima još mnogo toga za naučiti. Da, znanstvenici su puno postigli čitajući DNK, razumijevanje se poboljšalo čak i kada je formirana gena. Strukturni i regulatorni dijelovi rade zajedno, svijest o mehanizmu kodiranja - prošlo stoljeće postalo je bum u razvoju biologije. Ali još uvijek ima puno toga za naučiti.

Izgledi za razvoj znanosti

Unatoč činjenici da je genetika relativno mlada znanost, već je očito da ga očekuje velika budućnost. Liječenje bolesti koje se smatraju beznadnim, poboljšanje svojstava biljaka i životinja, što omogućuje razvoj poljoprivrede, obnova biološke raznolikosti - sve je to moguće. Glavni čimbenik koji onemogućava daljnje proučavanje, eksperimentiranje i implementaciju je etika. Moralni problemi s kojima će se suočiti čovječanstvo, nakon što su naučili upravljati informacijama koje su kodirane u DNK, još nisu potpuno razumljive.