Az örökletes anyag szervezetének genomikus szintje
A genom egy adott típusú organizmus haploid kromoszómakészletének összes génje. Az örökletes anyag szervezésének genomikus szintje a prokariótákban és az eukariótákban rejlik.
A baktériumok genomjában a gének túlnyomó többsége egyedülálló. Kivételek az r-RNS-t és az i-RNS-t kódoló gének. Ezek a gének többször megismétlődnek a bakteriális genomban. Meg kell jegyeznünk bizonyos eltérést a baktériumok genomjában lévő nukleotidpárok és a benne lévő gének száma között. Tehát az E. coli DNS-ja 4,6 millió pár nukleotidot tartalmaz. A szerkezeti géneknek körülbelül 1000, amelyek 1 # 8209, 1,5 millió pár nukleotidot tartalmaznak. Továbbra is feltételezhető, hogy a bakteriális DNS jelentős része olyan területekből áll, amelyek funkciói még nem tisztázottak.
Az eukarióta genomot a következők jellemzik:
· Számos gén,
· Nagy mennyiségű DNS,
· A kromoszómákban igen összetett rendszer van a gének időbeli és térbeli aktivitásának szabályozására, amely a sejtek és szövetek differenciálódásához kapcsolódik a szervezet ontogenezisében.
Az eukarióták genomjának több mint fele egyedülálló gének, amelyeket csak egyszer mutattak be. Emberben ilyen egyedi gének - az összes szerkezeti gén számának 64% -a, a borjakban - 55%, a Drosophila-ban - 70%.
Morgan rámutatott a genom szerkezetének stabilitására és a gének helyének megtartására a kromoszómákban.
A 70-es években a Drosophilában számos, a legtöbb nomád gén által képviselt gén található, amelyek a kromoszómák különböző részein szétszóródtak. Sok genomban bőséges: például a nomád gének a humán DNS legfeljebb 50% -át teszik ki.
Elképzelés született arról, hogy a pro- és eukarióták génjei gének:
1) stabil vagy instabil lokalizációval;
2) a nukleotidok egyedülálló szekvenciáját egy vagy kis példányban a genomban reprezentálják: tartalmaznak strukturális és szabályozó géneket; az eukarióták egyedi szekvenciái, szemben a prokarióták génjeivel, mozaikszerkezettel rendelkeznek;
3) a nukleotidok szekvenciáinak ismétlődő megismétlése az egyedi szekvenciák másolatai (ismétlések) (az ott lévő prokariótákban). A másolatokat több tucatnyi vagy több száz, és a kromoszóma adott helyén lokalizált blokkok blokkolására csoportosítják. Ismétlődő ismétlés, de általában nem átíródik. Ők szerepet játszhatnak:
1) a génaktivitás szabályozói;
2) védelmi mechanizmus a pontmutációk ellen;
3) örökletes információ birtokában;
4) az organizmusok fejlődésében.
A sejt genetikai rendszere: nukleáris gének és plazmogének.
Az öröklődés kromoszóma-elmélete a magnak az öröklött vonások átadásakor betöltött vezető szerepét jelzi. A genetika kifejlesztésével a felhalmozódott citoplazma öröklődésének jelenségéről való közvetlen részvételre vonatkozó adatok. Ezt a fajta öröklődést a cella organoidjai határozzák meg, amelyek képesek az önreprodukcióra, mivel jelen vannak DNS-ben: a mitokondriumok és a plasztidok.
Az öröklődés, amelyben az örökség anyagi alapja a citoplazma eleme, citoplazmatikusnak nevezik. Ez a fajta öröklés nem tartja be Mendel törvényeit.
A citoplazmatikus öröklést, ellentétben a kromoszómális örökséggel, az anyai vonalon végzik, mert A citoplazma gazdag tojásban, nem spermasejtben.
A citoplazma és a szerves sejtek örökletes tényezőit plazmotípusnak vagy plazmonnak nevezzük. A citoplazmatikus öröklés egysége plazmogén. A prokariótákban a citoplazmatikus öröklődés hordozói plazmid DNS.
Az eukarióták plazmitípusa a plasztidák és a mitokondriumok örökletes berendezése. A citoplazmatikus örökletes struktúrák egyenetlenül oszlanak meg a lányok sejtjeibe, ellentétben a nukleáris DNS-sel.
A citoplazmatikus öröklődés típusai közül a következők tartoznak:
I. Igazából citoplazmatikus örökség.
3. Citoplazmatikus hímsterilitás
II. A citoplazma előre meghatározása.
III. Öröklés a fertőzésen keresztül.
Plastid öröklés. Ez a fajta példa a növények öröklődésének öröksége. Az éjszakai virág virágzását csak a női növényben lehet megfigyelni. A variegáció jele a kloroplasztokban lévő DNS-mutációkhoz kapcsolódik, ami elszíneződéshez vezet.
Mitokondriális öröklődés. A mitokondriális gének 2 csoportot kódolnak:
1) a légzőrendszer munkájával;
2) antibiotikumokkal szemben ellenálló.
Az élesztősejtek mitokondriumaiban megtalálhatók a légzőszervi enzimek génjei. Ezek a gének plazmidok. A baktériumok közül háromféle plazmid létezik:
1), amely az F szexuális faktort tartalmazza;
3) a faktor col kologén.
Az F faktorral rendelkező baktériumok hímek. A konjugációval az F faktor nõvé válik és hímvé válik.
Az R faktor rezisztenciát mutat az antibiotikumokkal szemben, és konjugációval is továbbítja.
A col-faktort plazmidok tartalmazzák, amelyeknek DNS-e olyan colic fehérjéket kódol, amelyek megakadályozzák az ilyen plazmidokat nem tartalmazó baktériumokat.
A citoplazmatikus hímsterilitás (CMS) egyfajta extranukleáris öröklődés. A mitokondriumok és a citoplazmatikus gén (plasmogén) plasztidjainak DNS-ben való jelenléte jellemzi, amely gátolja a kromoszómák képződését a pollen képződése során. Ennek eredményeként nem életképes (steril) pollen jelenik meg, amely nem alkot spermiumot. A CMS fontos szerepet játszik a tenyésztésben és a vetőmagtermelésben az önbeporzás és a heterotikus hibridek (kukorica, hagyma, búza, répa stb.) Kizárására,
A tojás citoplazmájában léteznek olyan nem genetikai tényezők (enzimek, represszor fehérjék), amelyek befolyásolják a nukleáris gének expresszióját. Van egy "anyai hatás" - az anya genotípusának hatása a tojás citoplazmáján keresztül közvetített utódok fejlődésére. Tehát a tó kígyó héja spiráljának csavarása, amelyet az anya genotípusai határoztak meg, örökletes, nem pedig az embrió.
A citoplazmatikus öröklődés anyagi szubsztrátuma a nukleáris DNS génje, a plasztidok, a mitokondriumok és néhány olyan tényező, amelyek még nincsenek megalapozva.
A sejt genetikai készülékének rendszere magába foglalja a citoplazma magjának és plasmotípusainak (plasmon) genotípusát (2. ábra). A sejt genetikai berendezése diszkrét. A sejtmag genotípusában kromoszómák és gének, amelyek a kromoszómákat alkotják, a citoplazmatikus plazmagenzák plasmotípusaiban, amelyek plasztid és mitokondriális DNS fragmensek.