Біологія. Довідник школяра та абітурієнта

Основні закономірності організації та функціонування генів прокаріотів

• 1. Гени розташовані в кільцевій молекулі ДНК нуклеоїда та ДНК плазмід.
• 2. Для організації генетичного матеріалу прокаріотів характерні оперони, які мають структурну та регуляторну частини.
• 3. До складу оперонів входять кілька структурних генів, що кодують синтез білків-ферментів одного метаболічного ланцюга.
• 4. Структурна частина оперона тісно пов’язана з регуляторною зоною, до якої входять промотор, оператор.
• 5. Після структурних генів міститься термінатор.
• 6. Оператор контролюється геном-регулятором, який розташований на певній відстані від оперона.
• 7. Структурні гени прокаріотів належать, як правило, до неперервних (перервні гени знайдені в архебактерій), тобто відсутня інтрон-екзонна структура.
• 8. Відсутність інтронів обумовлює відсутність сплайсингу після транскрипції, і тому і-РНК може відразу транслюватися.
• 9. Реплікація, транскрипція і трансляція у прокаріотів можуть відбуватися одночасно; геном прокаріотів являє собою один реплікон; швидкість реплікації висока (сотні нуклеотидів за секунду), оскільки структура оперонів простіша.
• 10. Трансляція здійснюється на рибосомах, як правило, з поліцистронних і-РНК (кодують кілька білків).
• 11. Генетична регуляція білкового синтезу здійснюється за гіпотезою оперона.
• 12. Надлишковість геному обумовлена наявністю спейсерів, регуляторних генів та генів т-РНК і р-РНК у декількох копіях.

Гіпотеза оперона пояснює механізм «включення» (індукцію) і «виключення» (репресію) генів. Репресор може бути у двох формах: активній і пасивній. Перебуваючи в активній формі, він приєднується до оператора, блокує транскрипцію, зчитування генетичної інформації припиняється і весь оперон «вимикається». Доки репресор зв’язаний з геном-оператором, оперон перебуває у «вимкненому» стані. За переходу білка-репресора в неактивну форму ген-оператор звільняється, відбувається «вимкнення» оперона й починається синтез відповідної РНК з наступним синтезом ферментів.