Строение гена прокариот и эукариот

Исследование структуры гена и его экспрессия в настоящее время являются одним из главных направлений в современной генетике. Но, как это часто бывает при стремительном развитии какой-либо научной отрасли, громадный поток полученных фактов не сразу осмысливается, выявленные противоречия не сразу разрешаются, а введённая терминология не сразу признаётся. Одно и то же явление подчас имеет столько различных названий, что по ним без труда можно определить число исследователей изучавших данный феномен. Примерно такое положение складывается сейчас в направлении, которое выясняет структуру и функцию отдельного гена и генома живых существ.

Существует множество определений гена, но ни одно из них полностью не удовлетворяет всех учёных. Мы будем придерживаться определения, которое дал Сингер М. и Берг П. в книге «Гены и геномы» (1998). Формулируется оно следующим образом. «Ген это – совокупность сегментов ДНК, обуславливающих образование либо молекулы РНК, либо белкового продукта». В этом определении, прежде всего, однозначно подчёркнуто, что ген это не один непрерывный отрезок ДНК, а совокупность нескольких сегментов (отрезков) ДНК. И, во-вторых, ген несёт информацию не только о строении полипептида, но и о строении какой-либо РНК. В этом случае он может не содержать информацию о строении белка.

Сейчас мы можем реально оценить функцию почти 90% генов в организме человека, (см. рис.15 и рис. 16). Оказалось, что самое большое число генов необходимо для производства клеточного материала и для производства энергии в клетки. Для клеточного воспроизводства необходимо около 5% генов. В формировании

Производство клеточных материалов
Производство энергии и её использование
Коммуникации внутри и вне клеток
Защита клеток от инфекций и повреждений
Клеточные структуры и движение
Воспроизводство клеток

0 5 10 15 20 25 в %

Рис. 15. Примерное распределение генов человека по их функциям.

Кожа (около 700)

Мозг (более 3000) Глаз (более 500)

Лёгкие (около 2000) Сердце (более 1200)

Кишечник (около 1500) Печень (более 2000)

Матка (около 2000) Семенники (около 400)

Белая клетка крови Эритроцит (8)

(более 2000)

Рис. 16. Количество генов, определяющих развитие и функционирование некоторых органов и тканей человека.

и функционировании головного мозга необходимо более 3000 генов, на работу печени и клеток крови более 2000 генов. Для создания эритроцитов необходима экспрессия 8 генов. Нормальную работы лёгких, кишечника и сердца контролируют примерно одинаковое число генов.