Klasifikácia génov - štrukturálne a funkčné

GMO, perinatálna diagnostika, dekódovanie DNA,Klonovanie - s touto vedou súvisí veľa technológií súčasnosti a budúcnosti. Klasifikácia génov umožnila študovať ich funkcie a možnosti zmeny. Čo je dnes o nich známe?

gény

V každej bunke každého živého organizmuobsahuje všetky informácie o ňom. Teoreticky by to malo stačiť na reprodukciu jeho presnej kópie. A to všetko vďaka DNA, ktorá je v skutočnosti genetickým pasom. Svojimi vzorkami môžete vyviesť dlho zmiznuté druhy zvierat a rastlín a zastaviť zánik tých, ktorí sú ohrození.

Gén je základnou jednotkou dedičnejMateriál. Dodávajú sa do niektorej z väčších, a oni na oplátku, tvoria molekuly DNA. V skutočnosti je každý kus z nej - je kód prvok v podobe slede nukleotidov, ktorý je šifrovaný a všetky informácie o organizme. A veda, ktorá skúma, aký druh informácií, aké sú funkcie jednotlivých jednotiek, aký je štrukturálne a funkčné klasifikácie génov a ďalších súvisiacich otázok, je relatívne mladý, ale už podarilo preukázať jeho nevyhnutnosť a ukazujú veľký potenciál.

študovať

Na skutočnosť, že deti zdedia niektoré vlastné znakyrodičov a vzdialenejších príbuzných, je už dlho známa. Po dlhú dobu však nebolo úplne jasné, aký je mechanizmus na poskytovanie informácií o vzhľade, prírode, chorobách rodičov deťom, vnúčatám a budúcim potomkom. V tomto štádiu stojí za zmienku slávny Mendel, ktorý formuloval zákony dedičnosti určitých prvkov, aj keď nevedel, ako sa to deje.

Prielom v oblasti génových štúdií sa stala vecčas od vzniku mikroskopov. V bunkách sa našli jadrá, v ktorých ľudstvo dokázalo pozrieť niekoľko desiatok rokov. Najzaujímavejšou vecou je, že tento objav sa dlho nachádzal vedcom doslova pod nosom, ale oni si to nepretržite všimli.

Faktom je, že DNA bola najskôr izolovaná1868 rokov. Ale až na začiatku XX storočia, mnoho biológov boli presvedčení, že táto látka má rezervy fosforu akumulačnú funkciu v tele, a nehrá rolu úplného úložiska kódovanej informácie o ňom. Približne v polovici storočia boli vykonané niektoré experimenty, ktoré dokázali, že je hlavným cieľom DNA. Spôsob prenosu a štruktúra látky však zostali neznáme.

Dekódovanie genómu

Na základe výskumu Maurice Wilkins aRosalind Franklin v roku 1953, Francis Creek a James Watson navrhli, že DNA je dvojitá špirála. Neskôr bola táto hypotéza preukázaná, za ktorú získali vedci Nobelovu cenu.

V súčasnosti sa veda stretla s dešifrovanímgenetický rok, ktorý by odpovedal na mnohé otázky. A tu vstúpili nielen biológovia, ale aj fyzici s matematikami. Metóda kódovania zostala tajomstvom desať rokov, bolo zrejmé, že je triplet, to znamená, že obsahuje tri nukleotidové zložky. V roku 1965 nakoniec pochopili význam všetkých jednotiek, nazývaných kodóny. Šifra bola napadnutá.

To však neznamená, že pre vedcov nie je ľavicazáhady. Štúdie naďalej pokračujú, ale klasifikácia génov a ich štúdia poskytla viac informácií o povahe určitých ochorení a spôsoboch liečby. Teraz ľudia, ktorí darujú krv, môžu zistiť, aké choroby čelia, či je vysoké riziko zdediť tieto alebo iné zdravotné problémy od ich rodičov a odovzdať ich deťom. To prispelo k významnému pokroku v mnohých oblastiach medicíny.

Funkcie génu

Keď sa zistilo vymenovanie DNA, vedcizaujíma sa otázka, aký význam má každá jednotka kódov, na čo odpovedá a aké procesy sa v tele spustia. A niekoľko desaťročí mnohí výskumníci hľadali odpovede. Celý čas sa ukázalo, že gén nie je neoddeliteľnou jednotkou dedičných informácií a po druhé, že koncepčný aparát vedeckých pracovníkov je veľmi potrebný.

Zaviedlo sa niekoľko ďalších pojmovumožnili plnejšie verbálne odrážať tie procesy, ktoré sa v praxi vyskytujú. Funkcie génu však zostali v pomerne neurčitom zložení - syntéze proteínov a polypeptidov. Každé miesto DNA je zodpovedné za jeho konkrétnu látku a ako to ovplyvňuje telo, vo väčšine prípadov je ťažké povedať. Výskumníci ešte musia tvrdo pracovať, aby dokázali povedať, že tieto alebo iné gény sú napríklad zodpovedné za farbu očí, dobrú pleť a niektoré vlastnosti srdca. Všetko je komplikované niektorými vlastnosťami DNA.

Triedenie

Je zrejmé, že každá jednotka DNA fungujeniektoré špecifické úlohy, aj keď ešte nie sú známe ľudstvu. Vychádzajúc z tohto predpokladu sa vyvinula moderná štrukturálna a funkčná klasifikácia génov. Najčastejšie sa používa, existujú však iné, viac špecializované a berúc do úvahy niektoré špecifické vlastnosti týchto alebo iných častí DNA. Vo všeobecnosti sa táto klasifikácia génov chápe ako: štruktúrna a regulačná (funkčná). Každá z týchto odrôd môže byť rozdelená do skupín. Napríklad medzi regulátormi sú modifikátory, supresory, inhibítory atď.

Tiež rozdelenie génov podľa kritéria vplyvu na životaschopnosť, čo znamená smrteľné, polobletálne a neutrálne jednotky.

Hlavné rozdiely

O niečo vyššie, všeobecne akceptovanéklasifikácia génov. Štrukturálne a funkčné časti DNA sú podľa nej proti sebe navzájom, ale v skutočnosti je všetko úplne iné. Nemôžu pracovať samostatne a každá z týchto skupín je dôležitá vlastným spôsobom.

Štrukturálne gény sú zodpovedné za priamusyntéza základných proteínov a aminokyselín. Regulačné orgány ovplyvňujú ich prácu, kontrolujú ich začlenenie a deenergizáciu v procese vývoja organizmu a vytvárajú aj ďalšie pomocné látky. Z hľadiska ich vplyvu na štruktúrnu časť sú rozdelené na inhibítory, supresory, zosilňovače a modifikátory. Ich činnosť umožňuje urýchliť alebo spomaliť vývoj určitých funkcií.

vlastnosti

Každá jednotka DNA má niekoľko charakteristík, ktoré umožňujú v relatívne malej molekule proteínu zakódovať všetky informácie o tele:

1. Diskrétne. Každý gén funguje ako samostatná jednotka.
2. Stabilita. Ak nie sú prítomné žiadne mutácie, niektoré alebo iné časti DNA sa prenášajú do budúcich generácií v nezmenenej podobe.
3. Špecifickosť. Každý gén pôsobí na vývoj určitého prvku.
4. Dávkovanie. Zmena množstva génu v tele vedie k poruchám (napríklad Downov syndróm - zvýšenie počtu chromozómov).
5. Pleiotropie. Možnosť jedného génu prispieva k vzniku niekoľkých symptómov.

Mali sa ešte veľa naučiť. Áno, vedci dosiahli veľa čítaním DNA, porozumenie sa zlepšilo aj vtedy, keď sa vytvorila klasifikácia génov. Štrukturálne a regulačné časti spolupracujú, uvedomenie si mechanizmu kódovania - minulé storočie sa stalo boomom v rozvoji biológie. Ale stále je veľa čo sa naučiť.

Perspektívy rozvoja vedy

Napriek tomu, že genetika je relatívnemladá veda, je už zrejmé, že na ňu čaká veľká budúcnosť. Liečba chorôb považovaných za beznádejné, zlepšenie vlastností rastlín a zvierat, umožnenie rozvoja poľnohospodárstva, obnovenie biologickej diverzity - to všetko je možné teraz. Hlavným faktorom, ktorý bráni ďalšej štúdii, experimentácii a implementácii, je etika. Morálne problémy, ktorým bude ľudstvo čeliť, keď sa naučí riadiť informácie zakódované v DNA, ešte nie sú úplne pochopené.