Struktura a funkce genu

Z WikiSkript

Gen je základní jednotkou, která určuje vlastnosti jedince. Geny jsou prostředkem předávání dědičné informace z mateřské buňky na dceřiné. Genetika se zabývá touto problematikou již od počátku 20. století. Ve 40. letech bylo objeveno, že genetická informace slouží zejména pro vznik bílkovin (enzymy, stavební složky, regulátory genové exprese,...). V posledních letech se definice genu upravila: "Gen je lokalizovaná oblast genomové sekvence, odpovídající jednotce dědičnosti, které je asociována s regulačními a transkripčními oblastmi".[1]

Hlavní nositelkou genetické informace je deoxyribonukleová kyselina (DNA). Mechanismus kopírování byl objasněn v roce 1953 Jamesem Watsonem a Francisem Crickem. Geny se nacházejí na chromozomech, což bylo prokázáno roku 1944. Oblast chromozomu, kde se nachází daný gen se označuje jako lokus. Chromozom je tvořen jedním velmi dlouhým DNA helixem, na kterém jsou kódovány stovky až tisíce genů.

Struktura genů[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Informace v DNA je určována pořadím jednotlivých nukleotidů. Biologická informace je zapsána pomocí bazí – adeninu (A), cytosinu (C), guaninu (G) a thyminu (T). Geny obsahují instrukce pro tvorbu proteinů. Lineární sekvence nukleotidů musí tedy souviset s kódováním dané aminokyseliny. Trvalo 10 let, než byl objasněn vztah mezi čtypísmenným systémem bazí a jednadvacetipísmennou aminokyselinovou abecedou.

Většina genů je tvořena poměrně krátkými kódujícími úseky DNA (exony). V genech převažují sekvence nekódující (introny), které jsou později vystřiženy. Kompletní soubor celé genetické informace organismu se nazývá genom.

Množství genetické informace v buňce je obrovské. Lidský genom obsahuje kolem 3 × 109 nukleotidů (odpovídá délce cca 1 m). Kompletní nukleotidová sekvence lidského genomu by pak zabrala kolem 900 000 stran. Během dělení buňky musí dojít ke zkopírování všech těchto informací. Může tedy docházet k chybám. Proto existují reparační mechanismy.

Funkce genů[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Exprese genů je započata procesem transkripce, kdy je DNA přepisována do RNA (místo thyminu obsahuje uracil). RNA je jednovláknová a méně stabilní než DNA. Jednotlivé kodóny (trojice nukleotidů) v sobě nesou informaci o aminokyselinovém uspořádání vznikajících bílkovin.

Transkripce a translace je ovlivňována regulačními oblastmi genomu. O oblasti, kde dojde k přepisu genu rozhoduje promotor. U jednoho genu se můžeme setkat s větším množstvím promotorů. Geny obsahují jak kódující, tak nekódující oblasti – exony a introny.

Schéma struktury genu


Odkazy[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Související články[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Reference[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

  1. Pearson H (2006). "Genetics: what is a gene?". Nature 441 (7092): 398–401.

Zdroje[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Použitá literatura[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

  • ALBERTS, B, D BRAY a A JOHNSON. Základy buněčné biologie. 2. vydání. Espero Publishing, 2005. 740 s. ISBN 80-902906-2-0.