Ген, молекулярно- биологическое определение.
Gene, molecular biological definition.
6.4.2. Прокариоттар генінің молекулалық-генетикалық құрылымы.
6.4.3. Эукариоттар генінің молекулалық - генетикалық құрылымы.
6.4.4. Кодтаушы және реттеуші қатарлар, анықтамасы, қызметтері.
* Ағылшын және орыс тілдерінде талдау үшін
Ақпаратты-дидактикалық бөлік:
Молекулалық биология – бұл өмір сүрудің қасиеттері мен көріністерін молекулалық деңгейде зерттейтін, жан-жақты ғылым саласы.
Геннің млоекулалық биологиясы – бұл ғылым, жасушаның генетикалық ақпаратының структуралық-функционалдық жағынан зерттеуде және де туқым қуалау ақпаратының іске асу механизмінде қолданылады.
Молекулалық биология ең жас ғылымдардың бірі болып саналады, бірақ та биологиялық ғылымды дамытуда тірі ағзаларда молекулалық-генетикалық механизмдердің құрылымы мен қызметтері үлкен жетістіктерге жетуде.
«Молекулалық биология» терминін алғаш рет биологиялық макромолекулалардың химиялық және физикалық құрылысын зерттейтін биологияның жаңа бағытын белгілеу мақсатында 1945 жылы W.Asbury қолданған.
Молекулалық биологияның қалыптасуы мен дамуы «қарапайым» тірі жүйелерді ,атап айтқанда ,вирустар мен бактерияларды зерттеуге тікелей байланысты.
Алынған мәліметтер барлық тірі ағзаларда жүретін биологиялық процесстердің ең негізгі принциптерін түсінуге мүмкіндік берді. Тіршілік процесстерін универсалды деп тану, молекулалық биологияның қарқынды дамуының аса маңызды факторы болды. Басқаша айтқанда қарапайым ағзалардың (вирустар ,бактериялар) іс-әрекеттерін реттейтін фундаментальдық биологиялық принциптер, кейбір ерекшеліктерін ескермегенде күрделі құрылысты ағзалардың тіршілік әрекеттерінің де негізі деп танылды.
F.Griffith (1928): O. T. Avery, C.М. Масleod и М. Мс Carthy (1944); A.D Hershey и M. Chase (1952); J.D. Watson и F.Crick (1953)-тің фундаментальдық тәжірибелеріне байланысты тұқым қуалау материалының табиғаты мен құрылысы молекулалық деңгейде зерттеліп ғылым ретінде молекулалық биологияның негізі болып қаланды. Бұл зерттеулер нәтижесі сонымен қатар, барлық тірі ағзалардың морфологиялық айырмашылықтарына қарамастан олардың химиялық құрылымы мен метаболизмдік процесстерінің негізі ұқсас деп түсіндірді.
ХХ ғасырдың 50-ші жылдары геннің нәзік құрылымын зерттеу жұмыстары жүргізілді.
Геннің нәзік құрылымына алғаш классикалық талдау жасап зерттеген С.Бензер болды. Ол ішек таяқшасын (E.coli) зақымдайтын Т4 бактериофагына тәжірибе жүргізіп , rII мутанттарын зертеді. Бір хромосомада (цис-жағдайында) және түрлі хромосомаларда (транс жағдайларда) пайда болған мутациялардың фенотиптік көріністерін салыстыра отырып , олардың бір ген ішіндегі қандай (бір немесе бірнеше) комплементация топтарына жататынын зерттеді. Нәтижесінде Бензер геннің өз ішінде жеке –жеке , функционалдық кішігірім бірліктер немесе цистрондар болатынын көрсетті.
Сур.3. Цис – транс мутация типін анықтауға арналған тест.
Ген
1) транс- штамм 1
жағдай штамм 2
Мутациялар бір комплементация тобында орналасқан. Фенотипі : мутант
| Ген
2) штамм 1
штамм 2
Мутациялар комлементацияның
түрлі топтарында орналасқан
Фенотипі: жабайы
|
3) цис- штамм 1-2
жағдай жабайы тип
 Фенотип: жабайы
|  4)
штамм 1-2
жабайы тип
Фенотип: жабайы.
|
Егер зерттеліп отырған осы екі мутацияны фенотиптік көріністері цис – және транс – жағдайында (1 және 3) түрліше болса , бұл мутациялар бір геннің ішіндегі бір цистронның шегінде орналасқаны. Егер екі тәжірибеде де цис және транс жағдайында (2 және 4) фенотиптері біркелкі болса ол мутациялардың бір геннің ішіндегі түрлі цистрондарда орналасқанын көрсетеді. Олай болса , функционалдық ең кіші бірлік 1 тұтас ген емес , тек оның бөлігі цистрон болып табылады. Бір геннің ішінде бір немесе бірнеше цистрон болуы мүмкін.
Осы жұмыстардың нәтижесінде геннің теориясы туралы бірнеше ереже пайда болды.
Ген –бұл физика-химиялық объект, бiр полипетидтiк тiзбектiң синтезiне жауапты генетикалық ақпараттың бiрлiгi болып табылатын ДНҚ молекуласының бөлiгi. Күрделi генетикалық талдау нәтижесiнде Бензер геннiң күрделi құрылысын анықтады. Ол генетикалық ақпараттың функциональдық бiрлiгiн цистрон-деп атауды ұсынды. Қазіргі кезде «цистрон термині» геннің баламасы ретінді қолданылады. Сондықтан ген мен белгінің арасындағы қатынас «бір цистрон-бір полипептидтік тізбек» деген түсінікке өзгертілді.
Ген бір немесе бірнеше цистроннан тұрады.
Моноцистронды ген - ДНҚ бөлігі, бірнеше ферменттерді немесе ақуыздарды транскрипция бірлігі арқылы тек бір ғана пептид кодталады, Моноцистронды ДНҚ эукариотты гендерге тән.
Полицистронды ген - ДНҚ бөлігі, бірнеше пептидтер немесе ақуыздар кодталады. Полицистронды ДНҚ прокариотты гендерге тән.