Ген — ділянка молекули нуклеїнової кислоти, що кодує інформацію про білок або РНК та визначає ознаки організмів.
Гени класифікують:
- за розташуванням у клітинах: ядерні та цитоплазматичні гени (розташовані в мітохондріях і хлоропластах);
- за функціональним значенням: структурні (кодують білок або РНК) та регуляторні (визначають початок, швидкість та послідовність процесів синтезу РНК на матриці ДНК.
- за функціональним продуктом експресії: білкові гени, які містять інформацію про первинну структуру білка (на основі цих генів для біосинтезу утворюються іРНК або матричні мРНК); та РНК-гени, які кодують велику кількість різних видів РНК та не піддаються трансляції (це тРНК, рРНК, маленькі ядерні мяРНК, мікро-РНК);
- за активністю: конститутивні гени — це гени, що є постійно активними, осільки білки, які ними кодуються необхідні для постійної клітинної діяльності. Ці гени забезпечують синтез білків, ферментів і не потребують спеціальної регуляції. Неконститутивні гени — це гени, які стають активними лише тоді, коли білок, який вони кодують потрібен клітини. Вони регулюються клітиною або організмом і за участі кодованих білків забезпечують диференціацію клітин.
Геном — сукупність спадкової інформації у клітинах організму певного виду. Геноми еукаріотів поділяються на дві великі частини — ядерну і позаядерну.
Ядерна частина геному — це гени, що розташовані в хромосомах ядра клітини.
Хромосоми є складними комплексами, що складаються з лінійної молекули ДНК і великої кількості спеціальних білків гістонів. Ці білки дозволяють дуже компактно розміщувати молекулу ДНК. Вони утворюють нуклеосоми — круглі структури, навколо яких обертається нитка ДНК. Крім того, вони відіграють важливу роль у регуляції роботи генів.
Взаємодія ДНК з нуклеосомами
Характерною рисою еукаріотів є те, що більша частина ДНК в їхніх геномах є некодуючими ділянками, тобто ділянками, які не містять працюючих генів. Спочатку таку ДНК назвали сміттєвою, бо думали, що вона не потрібна організму. Проте, потім виявилося, що вона може відігравати важливу роль у регуляції роботи геному в еволюційних процесах. Але остаточно роль цих ділянок ДНК ще не з'ясовано. Ще однією характерною рисою геномів еукаріотичних організмів є наявність довгих ділянок повторюваних нуклеотидних послідовностей різної довжини. Їхні функції ще недостатньо вивчені.
Позаядерна частина геному — це гени, що розташовані в пластидах і мітохондріях.
Молекула ДНК цих органел має форму кільця, вона не пов'язана з білками (не містить гістонів) і за своєю будовою дуже схожа на бактеріальну хромосому. Одна мітохондрія або пластида може містити по кілька копій цієї молекули ДНК. Деякі еукаріоти (наприклад, дріжджі) також можуть мати у своїх клітинах плазміди (маленькі кільцеві молекули ДНК).
Молекули ДНК пластид і мітохондрій майже не містять некодуючих ділянок. У них зосереджені гени, які продукують речовини, що необхідні для функціонування цих органел.
Але не всі гени, продукти яких беруть участь у роботі мітохондрій і пластид, розміщені у позаядерному геномі. Так, мітохондрії людини містять усього \(37\) генів, але більша частина генів, необхідних для роботи мітохондрій, міститься у ядерній частині геному.
У геномах еукаріотів трапляються мобільні генетичні елементи (мобільні гени), які здатні переміщатися всередині геному. Ці гени не є структурними або регуляторними і їх часто розглядають як внутрішньогеномних паразитів.
Джерела:
Біологія і екологія (рівень стандарту): підруч. для 10 кл. закл. загал. серед. освіти / К.М. Задорожний. — Харків: Ранок, 2018. с. 119-120.