Біологія. Практичний довідник. 11 клас

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 розташований термінатор.

6. Оператор контролюється геном-регулятором, який розташований на певній відстані від оперона.

7. Структурні гени прокаріотів зазвичай належать до неперервних (перервні гени знайдені в архебактерій), тобто відсутня інтрон-екзонна структура.

8. Відсутність інтронів зумовлює відсутність сплайсингу після транскрипції, а тому і-РНК може відразу транслюватися.

9. Реплікація, транскрипція і трансляція у прокаріотів можуть відбуватися одночасно; геном прокаріотів є одним репліконом; швидкість реплікації висока (сотні нуклеотидів за секунду), оскільки структура оперонів простіша.

10. Трансляція здійснюється на рибосомах здебільшого із поліцистронних і-РНК (кодують декілька білків).

11. Генетична регуляція білкового синтезу здійснюється за гіпотезою оперона.

12. Надлишковість геному зумовлена наявністю спейсерів, регуляторних генів та генів т-РНК і р-РНК у кількох 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.