Klasifikace genů - strukturální a funkční

GMO, perinatální diagnostika, dekódování DNA, Klonování - s touto vědou je spojeno mnoho technologií současnosti a budoucnosti. Klasifikace genů umožnila studovat jejich funkce a možnosti změny. Takže, co je dnes o nich známo?

Geny

V každé buňce každého živého organismu jsou všechny informace o tom. Teoreticky by to mělo stačit k reprodukci jeho přesné kopie. A to díky DNA, která je ve skutečnosti genetickým pasem. Svojí vzorkou můžete vyvést dlouho ztracené druhy zvířat a rostlin a zastavit zánik těch, kteří jsou ohroženi.

Gen je základní jednotka dědičného materiálu. Jsou tvořeny do některých větších částí a ty zase tvoří Molekuly DNA. Ve skutečnosti je každý jeho fragment elementem kódu ve formě sekvence nukleotidů, ve které jsou všechny informace o těle zašifrovány. Věda, která zkoumá, jaká jsou tato informace, jaké jsou funkce jednotlivých jednotek, jaká je strukturně-funkční klasifikace genů a další související problémy, je poměrně mladá, ale již prokázala svou nutnost a ukazuje velký potenciál.

Učení

Skutečnost, že děti dědí některé rysy svých rodičů a vzdálenějších příbuzných, je již dlouho známa. Po dlouhou dobu však bylo naprosto nejasné, jaký je mechanismus pro poskytování informací o vzhledu, přírodě, nemoci rodičů dětem, vnoučatům a budoucím potomkům. V této fázi stojí za zmínku slavný Mendel, který formuloval zákony dědičnosti určitých rysů, i když nevěděl, jak se to děje.

Průlom ve studiu genů se stal otázkou času od výskytu mikroskopů. V buňkách se nacházejí jádra, ve kterých lidstvo dokázalo prohlédnout několik desítek let. Nejzajímavější je, že objev po dlouhou dobu byl u vědců doslova pod nosem, ale neustále si toho nevšimli.

Faktem je, že DNA byla poprvé izolována v roce 1868. Ale až do začátku 20. století mnoho biologů bylo přesvědčeno, že tato látka má funkci akumulace fosforu v těle a nehraje úlohu úložiště úplně kódovaných informací o ní. Přibližně v polovině století byly provedeny některé experimenty, které dokázaly, že je to hlavní cíl DNA. Způsob přenosu a struktura látky však zůstaly neznámé.

Dekódování genomu

Na základě průzkumu Maurice Wilkins a Rosalind Franklin v roce 1953 Francis Creek a James Watson navrhl, že DNA je dvojitá šroubovice. Později byla tato hypotéza prokázána, pro kterou vědci obdrželi Nobelovu cenu.

Nyní věda čelila úkolu rozluštit genetický rok, který by umožnil odpovědět na četné otázky. A tady se do věci zapojili nejen biologové, ale i fyzici s matematiky. Kódovací metoda zůstala deset let tajemstvím, bylo zřejmé, že je pouze triplet, to znamená, že obsahuje tři nukleotidové složky. V roce 1965 nakonec porozuměl významu všech jednotek, nazývaných kodony. Šifra byla napadena.

Nicméně to neznamená, že pro vědce nejsou žádné hádanky. Studie pokračují i ​​nadále, ale klasifikace genů a jejich studie poskytly více informací o povaze některých onemocnění a způsobech jejich léčby. Nyní lidé, kteří darují krev, mohou zjistit, s jakými onemocněními se potýkají, zda je vysoké riziko zdědit tyto nebo jiné zdravotní problémy od svých rodičů a předávat je dětem. To přispělo k významnému pokroku v mnoha oblastech medicíny.

Funkce genu

Když byla jmenování DNA zřejmá, vědci se zajímali o to, jaký význam má každá kódová jednotka, o čem odpovídá a jakých procesů v těle spouští. A několik desetiletí mnoho respondentů hledalo odpovědi. Celou dobu se ukázalo, že tento gen není nedělitelná jednotka dědičné informace, a za druhé, že koncepční přístroj vědců musí být velmi doplněn.

Bylo představeno několik dalších termínů, které umožnily lépe odrážet procesy, které jsou v praxi pozorovány slovně. Ovšem funkce genu zůstaly v poměrně nejasné formulaci - syntéze proteinů a polypeptidů. Každé místo DNA je zodpovědné za jeho konkrétní látku a jak to ovlivňuje tělo, ve většině případů je těžké říci. Výzkumní pracovníci musí ještě tvrdě pracovat, aby dokázali říci, že tyto nebo jiné geny jsou například zodpovědné za barvu očí, dobrou pleť a některé rysy srdce. Vše je komplikované některými vlastnostmi DNA.

Klasifikace

Je zřejmé, že každá jednotka DNA provádí některé specifické úkoly, i když o lidstvu dosud nejsou známy. Vycházejíc z tohoto předpokladu vznikla moderní strukturní a funkční klasifikace genů. Nejčastěji se používá, ale existují i ​​jiné, více specializované a s ohledem na některé specifické vlastnosti těchto nebo jiných částí DNA. Obecně se tato klasifikace genů chápe: strukturální a regulační (funkční). Každá z těchto odrůd může být rozdělena do skupin. Například mezi regulátory existují modifikátory, supresory, inhibitory atd.

Také rozdělení genů podle kritéria vlivu na životaschopnost, což znamená letální, polo-letální a neutrální jednotky.

Hlavní rozdíly

Trochu vyšší byla považována za obecně uznávanou klasifikaci genů. Strukturální a funkční části DNA jsou podle ní proti sobě navzájem, ale ve skutečnosti je všechno zcela jiné. Nemohou pracovat samostatně a každá z těchto skupin je důležitá svým vlastním způsobem.

Strukturní geny jsou zodpovědné za přímou syntézu základních proteinů a aminokyselin. Regulační orgány však ovlivňují jejich práci, kontrolují jejich začlenění a deenergizaci v procesu vývoje organismu a vytvářejí také další pomocné látky. Podle povahy jejich vlivu na konstrukční část jsou rozděleny na inhibitory, supresory, zesilovače a modifikátory. Jejich činnost vám umožňuje urychlit nebo zpomalit vývoj určitých funkcí.

Vlastnosti

Každá jednotka DNA má řadu charakteristik, které umožňují v relativně malé molekule bílkovin kódovat všechny informace o těle:

1. Diskrétnost. Každý gen působí jako samostatná jednotka.
2. Stabilita. Pokud nejsou přítomny žádné mutace, některé nebo jiné části DNA jsou přenášeny budoucím generacím v nezměněné podobě.
3. Specificita. Každý gen působí na vývoj určitého prvku.
4. Dávkování. Změna množství genu v těle vede k poruchám (například Downův syndrom - zvýšení počtu chromozomů).
5. Pleiotropie. Možnost jednoho genu přispívá k vývoji několika příznaků.

Musí se toho ještě hodně učit. Ano, vědci dosáhli hodně četbou DNA, porozumění se zlepšilo i v době, kdy byla vytvořena klasifikace genů. Strukturální a regulační části spolupracují, uvědomění si mechanismu kódování - minulé století se stalo bohem ve vývoji biologie. Ale stále je toho hodně co se naučit.

Perspektivy vývoje vědy

Navzdory tomu, že genetika je relativně mladou vědou, je již zřejmé, že na ni čeká velká budoucnost. Léčba nemocí považovaných za beznadějná, zlepšení vlastností rostlin a zvířat, umožnění rozvoje zemědělství, obnovení biologické rozmanitosti - to vše je nyní možné. Hlavním faktorem, který brání dalšímu studiu, experimentování a provádění, je etika. Morální problémy, kterým bude lidstvo čelit, když se naučí řídit informace zakódované v DNA, ještě nejsou zcela pochopeny.