Класіфікацыя генаў - структурная і функцыянальная

ГМА, перынатальнай дыягностыка, расшыфроўка ДНК, кланаванне - вельмі шмат тэхналогій сучаснасці і будучыні звязана менавіта з гэтай навукай. Класіфікацыя генаў дала магчымасць вывучыць іх функцыі і магчымасці змены. Такім чынам, што вядома пра іх сёння?

гены

У кожнай клетцы любога жывога арганізма змяшчаецца ўся інфармацыя пра яго. У тэорыі гэтага павінна быць дастаткова, каб можна было прайграць яго дакладную копію. І ўсё дзякуючы ДНК, фактычна які з'яўляецца генетычным пашпартам. Размяшчаючы яго ўзорамі, можна вывесці даўно зніклыя віды жывёл і раслін і спыніць выміранне тых, хто знаходзіцца пад пагрозай.

Ген - гэта элементарная адзінка спадчыннага матэрыялу. Яны складваюцца ў нейкія больш буйныя часткі, а тыя, у сваю чаргу, складаюць малекулы ДНК. У сутнасці, кожны яе кавалачак - гэта элемент кода ў выглядзе паслядоўнасці нуклеатыдаў, у якой і зашыфравана ўся інфармацыя аб арганізме. І навука, даследуюцца тое, што гэта за звесткі, якія функцыі асобных адзінак, у чым складаецца структурна-функцыянальная класіфікацыя генаў і іншыя сумежныя пытанні, адносна маладая, але ўжо паспела даказаць сваю неабходнасць і паказаць велізарны патэнцыял.

вывучэнне

Пра тое, што дзеці ўспадкуюць некаторыя рысы сваіх бацькоў і больш далёкіх сваякоў, вядома даўно. Аднак на працягу доўгага часу было абсалютна незразумела, які механізм перадачы інфармацыі аб знешнасці, характары, хваробы ад бацькоў дзецям, унукам і далейшым нашчадкам. На гэтым этапе варта згадаць знакамітага Мендэля, сфармуляваў закон спадчыну тых ці іншых прыкмет, хоць і не ведаў, якім чынам гэта адбываецца.

Прарыў у галіне вывучэння генаў стаў пытаннем часу з моманту з'яўлення мікраскопаў. У клетак былі выяўленыя ядра, у якія чалавецтву атрымалася зазірнуць праз лічаныя дзясяткі гадоў. Самае цікавае, што адкрыццё на працягу доўгага часу знаходзілася ў навукоўцаў літаральна пад носам, але яны ўпарта яго не заўважалі.

Справа ў тым, што ДНК ўпершыню было выдзелена яшчэ ў 1868 годзе. Але аж да пачатку XX стагоддзя многія біёлагі былі ўпэўненыя, што гэта рэчыва мае функцыю назапашвання запасаў фосфару ў арганізме, а не гуляе ролю сховішча поўнай закадаванай інфармацыі пра яго. Прыкладна ў сярэдзіне стагоддзя былі праведзены некаторыя эксперыменты, якія даказалі, што менавіта з'яўляецца галоўным прызначэннем ДНК. Але спосаб перадачы і структура рэчывы заставаліся невядомымі.

расшыфроўка геному

На падставе даследаванняў Морыса Уилкинса і Разалінды Франклін ў 1953 годзе Фрэнсіс Крык і Джэймс Уотсан выказалі здагадку, што ДНК ўяўляе сабой двайную спіраль. Пазней гэтая гіпотэза была даказаная, за што навукоўцы атрымалі Нобелеўскую прэмію.

Зараз перад навукай ўстала задача расшыфроўкі генетычнага года, якая дазволіла б адказаць на шматлікія пытанні. І тут у справу ўступілі не толькі біёлагі, але і фізікі з матэматыкамі. Спосаб кадавання на працягу дзясятка гадоў заставаўся загадкай, было ясна толькі тое, што ён триплетный, то ёсць ўключае тры кампаненты-нуклеатыдаў. У 1965 году нарэшце стаў зразумелы сэнс ўсіх адзінак, названых кодоном. Шыфр быў узламаны.

Аднак гэта не значыць, што для навукоўцаў не засталося загадак. Даследаванні па-ранейшаму працягваюцца, але класіфікацыя генаў і іх вывучэнне далі больш разумення прыроды некаторых захворванняў і спосабаў іх лячэння. Зараз людзі, здаўшы кроў, могуць высветліць, якія ім пагражаюць хваробы, ці высокі рызыка ўспадкаваць тыя ці іншыя праблемы са здароўем ад сваіх бацькоў і перадаць іх дзецям. Гэта спрыяла сур'ёзнага пашырэння ў многіх галінах медыцыны.

функцыі гена

Калі прызначэнне ДНК стала відавочна, навукоўцаў зацікавіў пытанне аб тым, які ж сэнс мае кожная адзінка кода, за што яна адказвае, якія працэсы ў арганізме запускае. І вось ужо некалькі дзесяцігоддзяў пошукам адказаў займаюцца многія даследчыкі. За ўвесь гэты час стала зразумела, па-першае, што ген - гэта не непадзельная адзінка спадчыннай інфармацыі, а па-другое, што паняційны апарат навукоўцаў вельмі мае патрэбу ў дадатку.

Было ўведзена яшчэ некалькі тэрмінаў, якія дазволілі больш поўна адлюстроўваць славесна тыя працэсы, якія назіраюцца на практыцы. Але функцыі гена ўсё так і засталіся ў досыць туманнай фармулёўцы - сінтэз бялкоў і поліпептыд. Кожны ўчастак ДНК адказвае за сваё пэўнае рэчыва, а як гэта адбіваецца на арганізме, у большасці выпадкаў сказаць складана. Даследчыкам яшчэ трэба будзе папрацаваць, каб можна было сказаць, што тыя ці іншыя гены, напрыклад, адказваюць за колер вачэй, добрую скуру і некаторыя асаблівасці ў працы сэрца. Усё ўскладняецца некаторымі ўласцівасцямі ДНК.

класіфікацыі

Відавочна, што кожная адзінка ДНК выконвае нейкія пэўныя задачы, хай яны пакуль і невядомыя чалавецтву. Зыходзячы з гэтай перадумовы склалася сучасная структурна-функцыянальная класіфікацыя генаў. Яна выкарыстоўваецца часцей за ўсё, але ёсць і іншыя, больш вузкаспецыялізаваныя і ўлічваюць нейкія канкрэтныя ўласцівасці тых ці іншых участкаў ДНК. У агульным і цэлым маецца на ўвазе такая класіфікацыя генаў: структурныя і рэгулятарныя (функцыянальныя). Кожная з гэтых разнавіднасцяў, у сваю чаргу, можа дзяліцца на групы. Напрыклад, сярод рэгулятараў адрозніваюць мадыфікатары, супрессоры, інгібітары і г.д.

Таксама выкарыстоўваецца дзяленне генаў па крытэры ўплыву на жыццяздольнасць, якое разумее смяротныя, полулетальные і нейтральныя адзінкі.

прынцыповыя адрозненні

Ледзь вышэй была разгледжана агульнапрынятая класіфікацыя генаў. Структурныя і функцыянальныя часткі ДНК, згодна з ёй, супрацьпастаўляюцца адзін аднаму, але на самой справе ўсё зусім не так. Яны не могуць працаваць паасобку, і кожная з гэтых груп па-свойму важная.

Структурныя гены адказваюць за непасрэдны сінтэз асноўных бялкоў і амінакіслот. Рэгулятары жа ўплываюць на іх працу, кантралююць іх ўключэнне і выключэнне ў працэсе развіцця арганізма, а таксама займаюцца стварэннем іншых дапаможных рэчываў. Па характары свайго ўздзеяння на структурную частку яны дзеляцца на інгібітары, супрессоры, интенсификаторы і мадыфікатары. Іх актыўнасць дазваляе паскорыць ці затармазіць развіццё тых ці іншых прыкмет.

ўласцівасці

Кожная адзінка ДНК валодае побач характэрных рысаў, якія дазваляюць у параўнальна невялікі малекуле бялку закадаваць ўсю інфармацыю аб арганізме:

1. Дыскрэтнасць. Кожны ген дзейнічае як самастойная адзінка.
2. Стабільнасць. Калі не прысутнічаюць мутацыі, тыя ці іншыя часткі ДНК перадаюцца будучым пакаленням у нязменным выглядзе.
3. Спецыфічнасць. Кожны ген дзейнічае на развіццё пэўнага прыкметы.
4. Дазавання. Змена колькасці гена ў арганізме вядзе да парушэнняў (напрыклад, сіндром Дауна - павелічэнне колькасці храмасом).
5. Плейотропия. Магчымасць аднаго гена спрыяць развіццю некалькіх прыкмет.

Яшчэ вельмі шмат чаго трэба даведацца. Так, навукоўцы дабіліся многага, прачытаўшы ДНК, разуменне палепшылася і тады, калі была сфарміравана класіфікацыя генаў. Структурная і рэгулятарная часткі, якія працуюць разам, ўсведамленне механізму кадавання - апошнія стагоддзе стала сапраўдным бумам развіцця біялогіі. Але трэба будзе даведацца яшчэ вельмі шмат.

Перспектывы развіцця навукі

Нягледзячы на тое што генетыка з'яўляецца параўнальна малады навукай, ужо цяпер відавочна, што яе чакае вялікая будучыня. Лячэнне хвароб, якія лічыліся безнадзейнымі, паляпшэнне уласцівасцяў раслін і жывёл, якое дазваляе развіваць сельскую гаспадарку, аднаўленне біялагічнай разнастайнасці - усё гэта магчыма ўжо цяпер. Асноўны фактар, які стрымлівае далейшае вывучэнне, эксперыменты і ўвасабленне ў жыццё, - этыка. Маральныя праблемы, з якімі сутыкнецца чалавецтва, навучыўшыся кіраваць інфармацыяй, закадаванай у ДНК, пакуль не зусім зразумелыя.