которая ставит задачи и побуждает к их решению. Наука генетика наиболее выразительно иллюстрирует эту взаимосвязь. Успехи современной молекулярной биологии существенно углубили и детализировали теоретическую базу генетики, обосновали молекулярно-генетический уровень жизни.
Структура гена
Грегор Мендель, разрабатывая основопологающие законы наследования (1856—1863 гг.), использовал понятие «наследственные зачатки», применяя для них буквенные обозначения. Термин «ген» (от греч. genos – происхождение) ввел датский генетик В. Йогансен (1909 г.). Ген – структурная и функциональная единица наследственности.
В современном понимании ген — это участок молекулы ДНК (у некоторых вирусов – РНК) со строго определенной последовательностью нуклеотидов, контролирующей синтез белка (белков-ферментов).
Детальный анализ генной активности позволил выделить следующие группы генов:
1) аллельные и неаллельные;
2) доминантные и рецессивные;
3) эпистатические и гипостатические;
4) структурные и регуляторные.
В целом, понятие «ген» ассоциируется с созидательными процессами, однако есть и гены деструктивные по своей природе: онкогены, гены-мутаторы, летальные и сублетальные гены. Генам свойственно объединиться в группы, полигены. Функционально близкие группы генов формируют кластеры, отвечающие за важнейшие функции организма (размножение, пищеварение и т.д.).
На молекулярном уровне гены образованы нуклеосомами и связывающми их фрагментами молекулы ДНК. Нуклеосома состоит из протеинового дискообразного остова, включающего 8 молекул (глобул) белков-гистонов: по 2 молекулы H2A, H2B, H3, H4. На него насажен виток молекулы ДНК, включающей 150 пар нуклеотидов. Нить ДНК непрерывно и последовательно связывает нуклеосомы, при этом межнуклеосомные участки называются линкерными и каждый из них содержит до 60 пар азотистых оснований. Полная нуклеосома включает собственно нуклеосому и примыкающий к ней линкерный участок, насчитывая таким образом, около 200 пар нуклеотидов.
При спирализации ДНК свободные пространства заполняет белок Н1 (рис. 21).
Рис. 21. Компоненты нуклеосом
Ген средней величины объединят около 6 нуклеосом. Методами секвенирования было установлено, что организм человека содержит 25—40 тысяч активно работающих генов. В последнее время специалисты по биоинформатике уточняют количество генов до 2025 тысяч из-за их повторения в геноме. Следует учитывать высокую динамичность всей генной системы, и эти цифры, очевидно, будут меняться. Суть вопроса не в количестве генов, а в их сложности. Смысл эволюционных перестроек всей генной системы – это количество информации, включаемой в отдельный конкретный ген. Все гены функционируют как единое целое, формируя индивидуальный генотип особи и генотипическую среду, определяющую фенотипические проявления, т.е. признаки организма.
Генная регуляция синтеза белка. Система оперон
Основным условием существования любых живых организмов является наличие тонкой,