Контрольная работа по биологии

1. Ген — участок молекулы ДНК, определяющий возможность развития отдельного элементарного признака. Ген является единицей генетической, или наследственной информации. Таким образом, ген — образование прежде всего функциональное, а не химическое. С функциональной точки зрения ДНК состоит из множества белков, хранящих определенный объем информации — генов. Ген — участок молекулы ДНК, в котором находится информация о первичной структуре какого-либо одного белка. Это биохимическое определение гена не полностью отражает положение вещей, но им удобно описывать процессы биосинтеза.

Поскольку в организме присутствуют десятки тысяч белков, существуют и десятки тысяч генов. Совокупность всех генов клетки составляют ее геном. Все клетки организма содержат одинаковый набор генов, но в каждой из них реализуется различная часть хранимой информации. Поэтому, например, нервные клетки и по структурно-функциональным, и по биохимическим особенностям отличаются от клеток печени. Так как каждый белок представлен одной или несколькими полипептидными цепями, то необходим носитель информации о каждой такой цепи. Точнее будет говорить, что ген — это участок ДНК, несущий информацию об одной полипептидной цепи.

Генетики пользуются несколько другим определением гена: ген — участок хромосомы, определяющий развитие у организма одного или нескольких признаков. Эти признаки могут быть совершенно разные — биохимические (например, активность какого-либо фермента), физиологические (состояние антиоксидантной системы организма). То есть материальной основой наследственности являются хромосомы с содержащимися в них генами. Генетическая информация реализуется в процессах транскрипции и трансляции. В одной молекуле ДНК расположены сотни и тысячи генов. Одна молекула ДНК вместе с белками принимая определенную пространственную форму, образует хромосому.

Гены расположены в молекуле ДНК линейно, один за другим, они не когда не перекрываются. Иными словами, не существует участков ДНК, принадлежащих одновременно двум генам. Кроме генов, кодирующих белки (структурные гены), в ДНК существуют участки, несущие информацию о структуре рРНК и тРНК, а также участки, играющие регуляторную роль в работе генома.

С середины 80-х годов мировое сообщество начало создавать международные программы по изучению генома человека. К тому времени учеными были созданы методы, позволяющие относительно быстро расшифровывать участки молекул ДНК. Уже расшифровано порядка 5 тысяч генов. Осталось — несколько больше, поскольку полный геном человека, по разным оценкам, содержит от 50 до 100 тысяч генов. Их нужно вычленить из 3 миллиардов нуклеотидов в составе хромосом человека. Обнаружен ряд новых генов, среди которых могут оказаться гены-супрессоры (усилители) опухолевого роста; гены, кодирующие факторы регуляции транскрипции и другие. Среди них новый ген р53, контролирующий развитие нервной системы и гены рецепторов гормонов.

2. Аллельные гены, — определяющие альтернативное развитие одного и того же признака и расположенных в идентичных участках хромосом. Итак, в каждой клетке имеются два гена — А и а, отвечающие за развитие одного и того же признака. Такие парные гены называются аллельными генами или аллелями. Любой диплоидный организм (в клетке которого имеется двойной набор хромосом), будь то растение, животные или человек, содержит в каждой клетке два аллеля любого гена. Исключение составляют половые клетки — гаметы. В каждом гамете содержится один комплект гомологичных хромосом, поэтому любая гамета имеет лишь по одному аллельному гену. Таким образом, каждый диплоидный организм может иметь не более двух аллелей одного гена, однако в пределах вида число аллелей может быть существенно больше. В таких случаях говорят о серии множественных аллелей. Ряд мутаций одного гена называют серией аллелей. Ее следует рассматривать как результат мутационного процесса. Члены одной серии множественных аллелей действуют на один общий признак, но каждый аллель может иметь и свои особенности в действии на другие признаки. У близких видов встречаются сходные серии аллелей.

3. Гетерозигота — особь, у которой аллельные гены кодируют отдельные состояния признака. Г. Мендель впервые установил факт, свидетельствующий о том, что растения, сходные по внешнему виду, могут резко отличаться по наследственным свойствам. Существуют особи, которые при самоопылении или скрещивании с себе подобными в потомстве не дают расщепления (эти особи образуют лишь один сорт гамет). Другие — дают разные гаметы, и поэтому в их потомстве наблюдается расщепление. Особи, не дающие расщепления в следующем поколении, называются гомозиготными (от греческого gomo — равный, zvgoto — оплодотворенная яйцеклетка). Особи, в потомстве у которых обнаруживается расщепление, называются гетерозиготными (от греческого getero — разный). Было установлено, что расщепление признаков в потомстве гибридных растений — результат наличия у них двух генов: А и а, ответственных за развитие одного признака (например, окраски семян). В таких особях гомологичные хромосомы имеют идентичные участки — гены, которые и определяют цвет. Собственно цвет (желтый или зеленый) определяется той или иной формой гена (последовательностью нуклеотидов в цепи с ДНК). В рассматриваемом случае ген окраски семян имеет две альтернативные формы (аллеля), то есть соматические клетки содержат два аллеля одного гена. При этом, несмотря на то, что аллели могут быть разными (гетерозиготное состояние), в фенотипе проявляется только один из них — он называется доминантным. Репрессивный же аллель влияет на фенотип только в том случае, если он находится в обеих гомологичных хромосомах (гомозиготное состояние).