Jednostka informacji genetycznej

Środki przenoszenia informacji z przeszłości od dawna stanowią główny problem w biologii. Nie jest przypadkiem, że badanie tego problemu w swej nowoczesnej formie (genetyka) dostarczyły podstaw do zadziwiają­cych odkryć, przedstawionych powyżej w zarysie a dotyczących kontro­li porządku. Prawa odkryte przez Grzegorza Mendla wykazały podsta­wowe związki między rodzicami a potomstwem, a mianowicie, że dzie­dziczenie odbywa się za pomocą odrębnych jednostek, których dla każ­dego organizmu diploidalnego przypada po dwie na każdą cechę ? po jednej od każdego z rodziców. Cytologia odkryła, że jądra zawierają pary chromosomów, i że z każdej pary jeden chromosom przechodzi do każdej haploidalnej gamety umożliwiając rekombinację w zygocie. W cza­sie przygotowywania gamet do podziału redukcyjnego (mejoza) chromo­somy skręcają się, mogą pękać i łączyć się ponownie, wskutek czego nie zawsze dziedziczymy całe chromosomy po dziadkach. Badania nad tym zjawiskiem, zwanym crossing-over, umożliwiły zdefiniowanie jednostki dziedziczności, czyli genu, jako najmniejszego fragmentu chromosomu trzymającego się razem. Inną jednostkę zdefiniowano jako mutację, czyli wymianę zasad wywołaną przez promieniowanie lub środki chemiczne, prowadzące do zmian w niektórych cechach zewnętrznych. Klasyczne badania genetyczne polegały głównie na śledzeniu dziedziczenia się róż­nic, np. między wysokimi i małymi roślinami groszku lub ludźmi o nie­bieskich i brunatnych oczach. W tym sensie ?gen” jest częścią chromo­somu decydującą o występowaniu różnicy, którą może spowodować jeden tryplet nukleotydowy. Oczywiście, że jednostka, która stanowi kod dla jednego aminokwasowego łańcucha bocznego, nie może działać sama lub w izolacji. Z tego względu najlepiej jest używać terminu gen dla sek­wencji nukleotydów pełniących specyficzną funkcję. Rozróżnia się roz­maite typy genów: gen struktury, który determinuje sekwencję aminokwasów o odpowiednim polipeptydzie; gen regulatorowy, który decyduje o odpowiedniej sekwencji nukleotydów, pośredniczący w działalności genów struktury; geny architektury kontrolują integrację białka w strukturze komórki lub syntezę RNA przenoszącego (tRNA) albo RNA rybosomowego (rRNA). Jeszcze inne geny kontrolują prawdopodobnie rozkład czasowy programu różnicowania się komórki, ale mało wiadomo o tych ?genach czasu”.

Mutacja może wystąpić w wyniku wymiany każdej z zasad, które właśnie są literami języka genetycznego (znane także jako mutony). Każdy tryplet wyznacza jeden aminokwas i uznawany być może za sło­wo w języku kodu. Sekwencja powiedzmy 500 trypletów stanowi jeden gen i on określa pojedynczy polipeptyd; jeżeli jest to gen struk­tury, to oznacza on zdanie tego języka. Geny regulujące produkcję en­zymów związanych z poszczególnymi procesami syntezy rozmieszczone są zazwyczaj blisko siebie w chromosomie i tworzą operon, który jest działem języka DNA, dotyczącym pojedynczego funkcjonalnego te­matu. Identyfikacja sekwencji tworzącej gen odbywa się za pomocą metody zwanej cis-trans lub testem komplementacji. Z tego względu nazwy cistron używa się często dla sekwencji, która two­rzy gen struktury.

DNA jąder zawarty jest głównie w chromosomach. Jego dokładne właściwości i sposób działania nie były obserwowane za pomocą mikro­skopu elektronowego, ale w dogodnych przypadkach można je wydedukować biochemicznie. Najdokładniejsza analiza dotyczyła wirusów zna­nych jako bakteriofogi. W tym przypadku eksperymenty genetyczne wykazały, że najmniejsza jednostka crossing-over odpowiada w przybliżeniu jednej parze nukleotydów. Jest więc tak, jak należało się spodziewać, i bez wątpienia okaże się to słuszne także i w przypadku innych organizmów.

Both comments and pings are currently closed.

Comments are closed.