Ген

Схема транскрипции ДНК

Ген (др.-греч. γένος — род), в классической генетике — наследственный фактор, который несёт информацию об определённом признаке или функции организма.

Является структурной и функциональной единицей наследственности.

Гены человека находятся в хромосомах, которые содержатся в ядре каждой клетки. В человеческом геноме насчитывается примерно 20-25 тысяч генов, и каждый из них играет свою уникальную роль в формировании организма.

Гены человека представляют собой единицы наследственной информации, которые определяют физические и биохимические характеристики организма. Понимание генетической основы заболеваний и индивидуальных различий является важным шагом к улучшению качества жизни и здоровья населения.

Классификация

1. Структурные гены — гены, кодирующие информацию о первичной структуре белка. Расположение нуклеотидных триплетов в структурных генах коллинеарно последовательности аминокислот в полипептидной цепи, кодируемой данным геном.
2. Функциональные гены — гены, которые контролируют и направляют деятельность структурных генов.
   

   Химическая структура фрагмента двойной спирали ДНК. Фрагмент состоит из четырёх спаренных оснований: ЦГ, АТ, ГЦ, ТА. Цепи сахаро-фосфатного остова ориентированы в противоположных направлениях. Основания направлены внутрь и связаны водородными связями с основаниями противоположной цепи.

Свойства гена

1. дискретность — несмешиваемость генов;
2. стабильность — способность сохранять структуру;
3. лабильность — способность многократно мутировать;
4. множественный аллелизм — многие гены существуют в популяции во множестве молекулярных форм;
5. аллельность — в генотипе диплоидных организмов только две формы гена;
6. специфичность — каждый ген кодирует свой признак;
7. плейотропия — множественный эффект гена;
8. экспрессивность — степень выраженности гена в признаке;
9. пенетрантность — частота проявления гена в фенотипе;
10. амплификация — увеличение количества копий гена.

Структура и функция генов

Гены состоят из дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), которая содержит инструкции для синтеза белков. Белки, в свою очередь, выполняют множество функций в организме, включая структурные, каталитические и регуляторные. Каждый ген кодирует определённый белок или рибонуклеиновую кислоту (РНК), что делает его ключевым элементом в процессе экспрессии генов.

Совокупность генов организма составляют генотип. Он, наряду с факторами окружающей среды и развитием, определяет, каким будет фенотип. Передача генов потомству является основой наследования фенотипических признаков.

Гены могут изменяться в результате мутаций, изменяющих последовательность ДНК. Вследствие мутаций в популяции гены существуют в различных вариантах, называемых аллелями. Разные аллели гена могут кодировать различающиеся версии белка, что может проявляться фенотипически.

Гены наряду с участками ДНК, не содержащими генов, входят в состав генома, представляющего собой весь наследственный материал организма.

Генетическая наследственность

Гены передаются от родителей к потомству, что определяет наследственные характеристики. Это может включать как физические признаки, так и предрасположенность к определённым заболеваниям.

Значение исследования генов

• Медицинские исследования: изучение генов человека имеет огромное значение для медицины. Исследования генетических заболеваний, таких как муковисцидоз или гемофилия, помогают разрабатывать новые методы диагностики и лечения.

• Генетическая терапия: современные технологии позволяют изменять или заменять дефектные гены, что открывает новые горизонты в лечении наследственных заболеваний.

• Эволюция и антропология: изучение генов человека помогает понять эволюционные процессы и миграции человеческих популяций, а также их адаптацию к различным условиям окружающей среды.

Литература

• Биология: 5 класс: базовый уровень: учебник / В. В. Пасечник, С. В. Суматохин, З. Г. Гапонюк, Г. Г. Швецов; под ред. В. В. Пасечника. — Москва. Просвещение, 2023 (Линия жизни).
• Биология. 6 класс: учебник // И. Н. Пономарёва, И. В. Николаев, О. А. Корнилова; под ред. И. Н. Пономарёвой — 5-е изд. — Москва: ИЦ «Вентана-Граф», 2019.
• Биология. Многообразие живых организмов. Бактерии, грибы, растения. 7 класс // Н. И. Сонин, В. Б. Захаров — 7-е изд., испр. — Москва: Дрофа, 2019.
• Биология. 8 класс: учебник // В. И. Сивоглазов, М. Р. Сапин, А. А. Каменский. Москва: Дрофа, 2019.
• Биология. 8 класс: учебник // В. М. Константинов, В. Г. Бабенко, В. С. Кучменко; под ред. д.б.н. проф В. Г. Бабенко. — Москва: ИЦ «Вентана-Граф», 2019.
• Биология. 9 класс: учеб. для общеобразоват. организаций: издание в pdf-формате / В. В. Пасечник, А. А. Каменский, Г. Г. Швецов, З. Г. Гапонюк; под ред. В. В. Пасечника. — 4-е изд., стер. — Москва: Просвещение, 2018.
• Биология. 9-й класс: учебник: издание в pdf-формате / В. С. Рохлов, С. Б. Трофимов, А. В. Теремов. — 2-е изд., стер. — Москва: Просвещение, 2022.

Одним из источников, использованных при создании данной статьи, является статья из википроекта «Рувики» («ruwiki.ru») под названием «Гены (ЕГЭ-ОГЭ)», расположенная по адресу: — «https://ru.ruwiki.ru/wiki/Гены_(ЕГЭ-ОГЭ)» Материал указанной статьи полностью или частично использован в Циклопедии по лицензии CC-BY-SA 4.0 и более поздних версий. Всем участникам Рувики предлагается прочитать материал «Почему Циклопедия?».