ТОНКАЯ СТРУКТУРА ГЕНА - ГЕНЕТИКА И ОНТОГЕНЕЗ

Носителем генетической информации в клетке служит ДНК. Материальной основой для выполнения этой ее функции является нерегулярность расположения азотистых оснований вдоль полинуклеотидной цепи. Каждая тройка азотистых оснований в ДНК, как и в информационной РНК, кодирует определенную аминокислоту, включающуюся в дальнейшем в синтезируемую полипептидную цепочку. Эта тройка была названа генетическим кодом, или кодоном.

Генетический код характеризуется следующими основными свойствами.

1. Триплетный код универсален для всех живых систем от вируса до человека, кодируя в различных организмах, как правило, одну и ту же аминокислоту. Исключение составляют некоторые кодоны митохондриального генома.

2. Код характеризуется наличием бессмысленных, или терминирующих, кодонов. Их всего три, и они выполняют специальную функцию — служат стоп-сигналами, обозначая конец белковой цепи.

3. Код является вырожденным, т. е. каждая аминокислота, кроме метионина и одного терминирующего триплета, кодируется более чем одним кодоном (рис. 2.6).

Рис. 2.6. Генетический код. Первая буква кодона расположена в центральном круге, вторая — в первом кольце и третья — во втором. В наружном кольце записаны сокращенные названия аминокислот. ТЕР — терминатор (бессмысленный кодон)

4. Код является неперекрывающимся, т. е. соседние кодоны представлены отдельными самостоятельными триплетами.

5. Код коллинеарен, т. е. последовательность нуклеотидов в гене точно соответствует последовательности аминокислот в белке.

В настоящее время представление о гене как дискретной единице наследственности претерпело существенные изменения. Оказалось, что ген — это сложная система, состоящая и I сотен пар нуклеотидов, и в нем выделяют:

а) цистрон — единица генетической функции, определяющая последовательность аминокислот в специфическом белке, синоним гена;

б) мутон — единица генетической изменчивости, минимальная единица цистрона, способная мутировать, и мутон строго тождествен одной паре нуклеотидов в ДНК;

в) рекон — единица генетической рекомбинации при кроссинговере, также представляющая собой пару нуклеотидов.

Кроме того, известно, что лишь небольшая часть последовательности в эукариотных ДНК действительно кодирует те или иные белки. Многие участки ДНК транскрибируют такую форму РНК, которая впоследствии не транспортируется в цитоплазму и не образует матричную РНК, подлежащую трансляции. Такая про-мРНК состоит из информативных участков — экзонов — и неинформативных участков — интронов, представляющих собой нетранслируемые вставки РНК. В процессе созревания РНК происходит удаление посредством ферментов из этой РНК интронов. Образуется мРНК, состоящая из экзонов, которая немедленно приступает к синтезу белка на рибосомах. Процесс удаления из РНК интронов называется сплайсингом РНК.