Un genom este o colecție a tuturor genelor dintr-un set haploid de cromozomi dintr-un anumit tip de organism. Nivelul genomic al organizării materialului ereditar are caracteristici în procarioti și eucariote.
În genomul bacteriilor, marea majoritate a genelor sunt unice. Excepțiile sunt genele care codifică ARN-r și i-ARN. Aceste gene se repetă de mai multe ori în genomul bacterian. Trebuie notat o anumită discrepanță între numărul de perechi de nucleotide din genomul bacteriilor și numărul de gene din ele. Astfel, ADN-ul E. coli conține 4,6 milioane de perechi de nucleotide. Genele structurale au aproximativ 1000, ceea ce reprezintă 1 # 8209, 1,5 milioane de perechi de nucleotide. Rămâne de presupus că o parte semnificativă a ADN-ului bacterian constă în zone ale căror funcții nu sunt încă clare.
Genomul eucariot este caracterizat de:
· Un număr mare de gene,
· O cantitate mare de ADN,
· În cromozomi, există un sistem foarte complex pentru controlul activității genelor în timp și spațiu, asociate cu diferențierea celulelor și a țesuturilor în ontogeneza organismului.
Mai mult de jumatate din genomul de eucariote sunt gene unice, prezentate doar o singura data. La om, genele unice - 64% din numărul tuturor genelor structurale, la viței - 55%, în Drosophila - 70%.
Morgan a subliniat stabilitatea structurii genomului și persistența localizării genelor în cromozomi.
În anii '70, un grup de gene, reprezentate de multe gene nomade, au fost găsite în Drosophila, care sunt împrăștiate în diferite părți ale cromozomilor. În multe genomuri, ele sunt abundente: de exemplu, genele nomade cuprind până la 50% din ADN-ul uman.
Sa format ideea că genele de pro- și eucariote sunt gene:
1) cu localizare stabilă sau instabilă;
2) secvența unică de nucleotide este reprezentată în genom prin copiile simple sau mici; acestea includ gene structurale și de reglementare; secvențele unice de eucariote, spre deosebire de genele procariotice, au o structură mozaică;
3) repetarea în repetate rânduri a secvențelor de nucleotide sunt copii (repetiții) ale secvențelor unice (în prokaryotes acolo). Copiile sunt grupate în mai multe zeci sau sute și formează blocuri localizate într-o anumită locație a cromozomului. Repetă repetat, dar, de regulă, nu sunt transcrise. Ei pot juca un rol:
1) regulatori ai activității genetice;
2) un mecanism de protecție împotriva mutațiilor punctuale;
3) deținătoare de informații ereditare;
4) în evoluția organismelor.
Sistemul genetic al celulei: genele nucleare și plasmogene.
Cronologia cromozomică a eredității indică rolul principal al nucleului în transmiterea trăsăturilor ereditare. Odată cu dezvoltarea geneticii, datele privind posibilitatea de participare directă la fenomenele de ereditate a citoplasmei acumulate. Această formă de ereditate este determinată de organoidele celulei, capabile de auto-reproducere, datorită prezenței în ele a ADN-ului: mitocondriile și plastidele.
Ereditatea, în care baza materială a moștenirii sunt elemente ale citoplasmei, se numește citoplasmă. Această formă de ereditate nu se supune legilor lui Mendel.
Moștenirea citoplasmatică, spre deosebire de moștenirea cromozomală, se efectuează pe linia maternă, deoarece citoplasma este bogată într-un ou, nu într-o celulă de spermă.
Efectele ereditare ale citoplasmei și organelilor sunt numite plasmotypes sau plasmon. Unitatea de ereditate citoplasmatică este plasmogen. În procariote, purtătorii de ereditate citoplasmatică sunt ADN plasmidic.
Plasmotipul eucariotelor constă în aparatul ereditar al plastidelor și al mitocondriilor. Structurile ereditare de tip cytoplasmic sunt distribuite inegal în celulele fiice, spre deosebire de ADN-ul nuclear.
Printre tipurile de ereditate citoplasmatică se numără:
I. De fapt, moștenirea citoplasmatică.
3. sterilitate masculină citoplasmatică
II. Predeterminarea citoplasmei.
III. Moștenire prin infecție.
Ereditatea plastidă. Moștenirea varietății în plante este un exemplu de acest tip. Variegarea în floarea frumuseții nocturne se observă numai la planta feminină. Semnul de varietate este asociat cu mutații ADN în cloroplaste, ceea ce duce la decolorarea lor.
Ereditatea mitocondrială. Genele mitocondriale codifică 2 grupuri de trăsături asociate cu:
1) cu activitatea sistemului respirator;
2) cu rezistență la antibiotice.
În mitocondriile celulelor de drojdie, s-au găsit genele de enzime respiratorii. Aceste gene sunt în plasmide. În bacterii, există 3 tipuri de plasmide:
1) conținând factorul sexual F;
3) factorul col este colicogen.
Bacteriile cu factorul F sunt de sex masculin. Cu conjugarea, factorul F devine o femeie și devine bărbat.
Factorul R oferă rezistență la antibiotice și este, de asemenea, transmis prin conjugare.
Factorul col este conținut în plasmide ale căror ADN codifică proteine colice care ucid bacterii care nu conțin astfel de plasmide.
Sterilitatea masculo-citoplasmatică (CMS) este un fel de ereditate extranucleară. Caracterizat prin prezența în ADN-ul a mitocondrie si plastide genei citoplasmatice (plasminogenului), deprimant formarea cromozomilor în timpul formării polenului. Ca rezultat, nu apare polenul neviabil (steril) care nu formează spermatozoizi. CMS joaca un rol major în ameliorarea plantelor și a semințelor pentru a evita auto-polenizare și pregătirea ulterioară a hibrizilor heterotice (porumb, ceapă, grâu, sfecla, etc.).
În citoplasma oului există factori non-genetici (enzime, proteine represive) care afectează exprimarea genelor nucleare. Există un "efect matern" - efectul genotipului mamei asupra dezvoltării descendenților transmiși prin citoplasma oului. Deci, moștenirea direcției de răsucire a spiralei cochiliei șarpelui, determinată de genotipul mamei, nu este embrionul.
Substratul material al eredității citoplasmatice este genele ADN-ului nuclear, plastidelor, mitocondriilor și a câtorva factori care nu sunt încă stabiliți.
celula sistem aparat genetic include un nucleu și genotipul plazmotip (plasmon) citoplasmă (Fig. 2). Aparatul genetic al celulei este discret. Genotipul nucleului este reprezentat de cromozomi și gene care fac parte din cromozomi din plazmotipe citoplasmă - plazmogenami care sunt fragmente de plastid și ADN-ul mitocondrial.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: