Так как ген это специальный раздел о ДНК. Он является носителем генетической информации и вместе с другими генами контролирует все физические процессы.Генетические изменения могут быть как безвредными, так и вызывать серьезные сбои в организме.
Что такое ген?
гены Как особые участки ДНК, они являются основными единицами всей генетической структуры. Совокупность всех генов, встречающихся в организме, называется геномом. Их взаимодействие гарантирует все жизненно важные функции организма. Отдельный ген является основой для комплементарной копии в форме рибонуклеиновой кислоты (РНК). Эта РНК, в свою очередь, опосредует трансляцию генетического кода в аминокислотную последовательность белка.
Таким образом, информация, хранящаяся в генетической структуре, передается от ДНК через РНК к ферментам и структурным белкам. Каждый ген хранит определенную наследственную информацию, которая выражается в определенных свойствах или функциях организма. Каждый тип организма имеет характерное количество генов, количество которых ничего не говорит о сложности живого существа. Например, у человека есть 35 000 генов.
Анатомия и строение
Как сегмент ДНК, ген, как и вся ДНК, идентифицируется последовательностью пар оснований на двойной спирали. ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) представляет собой цепную молекулу, состоящую из нуклеотидов, каждый из которых состоит из азотистого основания, молекулы сахара (здесь дезоксирибоза) и остатка фосфорной кислоты.
Четыре азотистых основания аденин, гуанин, тимин и цитозин доступны для одной нити ДНК. Однако особая молекула сахара создает структуру двойной спирали, в которой отдельные азотистые основания противопоставляются соответствующим дополнительным основаниям. Последовательность азотистых оснований в ДНК хранит генетическую информацию в виде генетического кода.
Если двойная спираль расщепляется во время деления клетки, соответствующие одиночные нити снова завершаются, образуя двойную нить. У эукариот (живых организмов с клеточным ядром) молекулы ДНК упакованы в белок. Вся структура называется хромосомой. У человека 23 пары хромосом, по одной хромосоме от одного из родителей. Это означает, что гены для одних и тех же функций также обращены друг к другу как аллели.
Внутри гена есть кодирующие (экзон) и некодирующие (интрон) сегменты. Экзоны содержат генетическую информацию, необходимую организму. Интроны часто представляют собой старую, уже неактивную информацию. Таким образом, экзоны в генах отвечают за транскрипцию необходимого генетического кода в аминокислотную последовательность белков.
Функции и задачи
Первая задача генов - хранить всю генетическую информацию, необходимую для функционирования организма. Кроме того, они несут ответственность за передачу этой информации последующим клеткам во время деления клеток или передачу ее следующему поколению организмов. Активность генов может происходить через различные механизмы.
Во время транскрипции генетическая информация сначала передается в РНК. Это переводит генетический код в аминокислотную последовательность белка как часть биосинтеза белка. Однако не вся информация всегда должна быть доступна одинаково. В определенные фазы жизнедеятельности организма все больше требуются специальные ферменты или гормоны, тогда как другие белки не нужны. Сложный регуляторный механизм либо стимулирует, либо блокирует гены биосинтеза белка.
Это может быть сделано путем присоединения и отсоединения специальных белков на определенных участках ДНК. Когда клетки делятся, весь генетический код должен быть передан от начальной клетки к следующему поколению клеток. Двойная спираль ДНК расщепляется на отдельные нити. Однако каждая одиночная цепь снова завершается с образованием двойной цепи путем добавления нуклеотидов с комплементарными азотистыми основаниями.
Однако могут возникать ошибки, так называемые мутации, которые приводят к изменению генетической информации. Чтобы избежать мутаций, организм, в свою очередь, имеет высокоэффективную систему восстановления. Благодаря этим процессам генетический код передается следующему поколению практически без изменений. Однако если модифицированный ген передается по наследству, это может привести к серьезному генетическому заболеванию.
Болезни и жалобы
В случае передачи модифицированных генов могут возникнуть серьезные заболевания того же организма или генетические заболевания последующих поколений. Возникновение рака часто является результатом генетических изменений во время деления клеток. Обычно иммунная система убивает измененную клетку. Однако в особых условиях, таких как высокая частота мутаций из-за влияния окружающей среды, иммунная система может быть подавлена, вызывая нерегулируемый рост клеток.
Однако более известным в связи с генными мутациями является возникновение генетически обусловленных заболеваний. Часто поражаются только отдельные гены. В зависимости от того, какие функции или свойства представляет ген, может возникать широкий спектр заболеваний. Каждый человек содержит два гена для одной и той же функции, потому что они происходят от обоих родителей. Есть генетические заболевания, которые наследуются по аутосомно-рецессивному признаку. Заболевание возникает здесь только в том случае, если оба родителя передают модифицированный ген.
Примерами этих заболеваний являются кистозный фиброз, фенилкетонурия или заячья губа и нёбо. Другие заболевания наследуются по аутосомно-доминантному признаку, например, болезнь Хантингтона, синдром Марфана или ретинобластома. Здесь достаточно передачи гена от больного родителя. Некоторые заболевания, такие как диабет, имеют только генетическую предрасположенность и в значительной степени зависят от условий окружающей среды или образа жизни.
