Gene: أنواع ووظائف الجين

قراءة هذه المادة لمعرفة المزيد عن الجينات: أنواع ووظائف الجين!

تم إدخال مصطلح الجين بواسطة يوهانسن في عام 1909. وقبله ، استخدم مندل عامل الكلمة لوحدة جسيمية محددة ومتميزة من الميراث تشارك في التعبير عن سمة معينة. وقد حدد يوهانسين الجينات كوحدة أساسية للوراثة يمكن تعيينها لسمات معينة.

اقترح عمل مورغان أن الجين هو أقصر جزء من الكروموسوم الذي يمكن فصله من خلال العبور ، يمكن أن يخضع للطفرة والتأثير على صفة واحدة أو أكثر من السمات. في الوقت الحاضر ، يتم تعريف الجينة كوحدة من الميراث تتكون من جزء من الحمض النووي أو الكروموسوم الموجود في موضع محدد (موضع جيني) والذي يحمل معلومات مشفرة مرتبطة بوظيفة محددة ويمكن أن يخضع للعبور بالإضافة إلى طفرة.

الجين هو:

(1) وحدة من المواد الجينية قادرة على التكاثر ،

(2) هي وحدة لإعادة التركيب ، أي قادرة على المرور عبر المعبر ،

(3) وحدة من المواد الجينية التي يمكن أن تتعرض للطفرة ،

(4) وحدة من الوراثة مرتبطة بالهيكل الجسدي أو الوظيفة التي تؤدي إلى تعبير مظهري. وقد حدد لوين (2000) الجين ليكون تسلسلًا من الدنا الذي يرمز إلى منتج قابل للانتشار.

من عملهم على neurospora auxotrophs ، اقترح Beadle and Tatum (1948) فرضية جين واحد - إنزيم واحد و جين محدد كوحدة من مادة وراثية تحدد إنزيمًا واحدًا. لاحظ يانوفسكي وآخرون (1965) أن بعض الإنزيمات يمكن أن تتكون من أكثر من بولي ببتيد واحد.

وقد استبدلوا فرضية إنزيم واحد من جين واحد بفرضية واحدة من جين الببتيد (الجينة هي وحدة من المادة الوراثية التي تحدد تركيب بولي ببتيد واحد). بحلول هذا الوقت ، أصبح من الواضح أن المادة الوراثية من الكروموسوم هي الحمض النووي ، وأن الجين هو جزء خطي من الدنا يسمى السيسترون.

لذلك ، أصبح مصطلح cistron مرادفًا للجين. علاوة على ذلك ، لا يمكن للجين أو الأختصاصي أن يصنع فقط عديد ببتيد ولكن أيضًا ريبوسومال أو نقل الحمض النووي الريبي. Cistron (أو الجين) عبارة عن جزء من الحمض النووي يتكون من سلسلة من متواليات القاعدة تلك الرموز لبولي ببتيد واحد ، واحد نقل RNA (tRNA) أو جزيء RNA (rRNA) ريبوسوم. حاليا هذا الجين يسمى الجين الهيكلي.

يحتوي النظام الوراثي أيضًا على عدد من الجينات التنظيمية التي تتحكم في عمل الجينات الإنشائية. ومع ذلك ، هناك العديد من الاستثناءات ، مثل الجينات المتداخلة ، والجينات متعددة البروتينات ، والجينات المجزأة ، إلخ.

يحتوي الجين أو السيسترون على العديد من المواقع أو المواقع التي يمكن أن تحدث فيها طفرات. يمكن أن يؤدي التغير في النوكليوتيدات الأحادية إلى ظهور نمط ظاهري متحور ، على سبيل المثال ، فقر الدم المنجلي. وبالمثل ، يمكن أن يعيد اثنين من السيسترونات المعيبة تشكيل سمكة من النوع البري. على الرغم من التغييرات المذكورة أعلاه في مفاهيم الموروثة الهيكلية والميزات التجميعية للجين ، فإن المفهوم الوظيفي لا يزال هو نفسه - إنه وحدة الوراثة.

أنواع الجينات:

1. حفظ الجينات (الجينات التأسيسية):

هي تلك الجينات التي تعبر باستمرار عن نفسها في الخلية لأن منتجاتها مطلوبة للأنشطة الخلوية العادية ، على سبيل المثال ، جينات لتحلل السكر ، ATP-ase

2. الجينات غير التأسيسية (الجينات الفاخرة):

لا تعبر الجينات دائمًا عن نفسها في الخلية. يتم تشغيلها أو إيقاف تشغيلها وفقًا لمتطلبات الأنشطة الخلوية ، على سبيل المثال ، الجينات الخاصة بخلط النترات في النباتات ، ونظام اللاكتوز في الإشريكية القولونية. والجينات غير التأسيسية هي نوعان آخران ، قابلين للتحريض والقمع.

3. الجينات المحرضة:

يتم تشغيل الجينات استجابة لوجود مادة كيميائية أو محفز مطلوب لعمل منتج الجين ، على سبيل المثال ، نترات مختزلة النترات.

4. الجينات المكبوحة:

إنها تلك الجينات التي تستمر في التعبير عن نفسها حتى تؤدي مادة كيميائية (غالباً ما تكون منتجاً نهائياً) إلى تثبيط أو قمع نشاطها. يعرف تثبيط المنتج النهائي بقمع ردود الفعل.

5. multigenes (متعددة الجينات الأسرة):

إنها مجموعة من الجينات المشابهة أو المشابهة تقريبًا لتلبية متطلبات الوقت والمنتجات المحددة للأنسجة ، على سبيل المثال ، عائلة جين الجينات (e ، 5 ، (3 ، on على الكروموسوم 11 ، oc و 8 على الكروموسوم 16).

6. الجينات المتكررة:

تحدث الجينات في نسخ متعددة لأن منتجاتها مطلوبة بكميات أكبر ، على سبيل المثال ، جينات هيستون ، جينات الحمض النووي الريبي النووي ، جينات الحمض الريبي النووي الريبوزي ، جينات الأكتين.

7. جينات نسخ واحد:

توجد الجينات في نسخ واحدة (في بعض الأحيان 2-3 مرات) ، على سبيل المثال ، جينات بروتين البروتين. تشكل 60-70 ٪ من الجينات الوظيفية. يمكن أن تشكل الازدواجية والطفرات وإجراء تعديل الأكسجين جينات جديدة.

8. الجينات الخادعة:

وهي جينات تتشابه مع الجينات الوظيفية ولكنها غير قادرة على إنتاج منتجات وظيفية بسبب تداخل هراء ، وإدخال ، وحذف ، وإبطال نشاط مناطق المحفز ، على سبيل المثال ، العديد من جينات snRNA.

9. الجينات المجهزة:

إنها جينات حقيقية النواة تفتقر إلى الإنترونات. تم تشكيل الجينات المعالجة على الأرجح بسبب النسخ العكسي أو الفيروسات القهقرية. الجينات المصنعة بشكل عام غير وظيفية لأنها تفتقر إلى المروجين.

10. الجينات المنفصلة:

تم اكتشافها في عام 1977 من قبل العديد من العمال ولكن تم منح الائتمان لشارب وروبرت (1977). جينات مقسمة هي تلك الجينات التي تمتلك مناطق إضافية أو غير ضرورية تتخللها أجزاء أساسية أو ترميز. تسمى الأجزاء غير الضرورية الإنترونات أو الحمض النووي الفاصل أو المتواليات المتداخلة (IVS). وتسمى الأجزاء الأساسية أو الترميز exons. تتم إزالة المناطق intron المكتوبة قبل يمر RNA في السيتوبلازم. جينات مقسمة هي سمة من سمات حقيقية النواة.

ومع ذلك ، فإن بعض جينات حقيقيات النواة تكون جسمية تماما أو غير منفصلة على سبيل المثال ، جينات هيستون ، جينات الإنترفيرون. كما تم تسجيل جينات سبقية في بدائيات النوى ، جين سينثياتي ثيميداتي وجين اختزال ريبونوكليوتيد في T4. يشكل الجين الذي ينتج الكالسيتونين في الغدة الدرقية نوراببتيدًا في الوطاء عن طريق إزالة إكسون. يحتوي فيروس Adenovirus أيضًا على آلية لإنتاج 15 - 20 بروتينًا مختلفًا من وحدة نسخ واحدة بواسطة الربط التفاضلي.

11. الينقولات (Jumping Genes، Hedges and Jacob، 1974):

وهي أجزاء من الحمض النووي يمكن أن تقفز أو تنتقل من مكان واحد في الجينوم إلى آخر. تم اكتشاف الترانسبوسونات لأول مرة بواسطة Me Clintock (1951) في حالة الذرة عندما اكتشفت أن جزءًا من الدنا انتقل إلى تشفير الجينات للحبيبات الصباغية وأنتج حبات ملونة فاتحة.

تمتلك transposons الحمض النووي المتكرر ، إما متشابهة أو معكوسة ، في نهاياتها ، حوالي 5 ، 7 أو 9-nucleotide. يفصل الإنزيم transposase القطعة عن الأصل الخاص بها عن طريق شد التتابعات المتكررة في نهاياتها.

هناك العديد من أنواع الترانسبوزونات. في البشر ، تنتمي الأنواع الأكثر شيوعًا من الترانسبوزونات إلى عائلة ألو (وجود موقع للقطع بواسطة إنزيم التقييد Alu I). يبلغ عدد النوكليوتيدات لكل ترانسبوسون حوالي 300 مع حوالي 300،000 نسخة في الجينوم. ينقل مرور الترانسبوزن من مكان إلى آخر عن طريق إعادة ترتيب تسلسلات النوكليوتيدات في الجينات. التغييرات في الإنترونات غالبًا ما تغير التعبير عن الجينات ، على سبيل المثال ، الجينات الورمية الأولية - الجينات الورمية. قد تتطور جينات جديدة عن طريق خلط exon. التغييرات الأخرى التي تسببها الترانسبوزونات هي الطفرات ، من خلال عمليات الإدراج والحذف والترجمة.

12. تداخل الجينات:

في ф x 174 ، تتداخل الجينات В E و other مع جينات أخرى.

13. الجينات الهيكلية:

الجينات الإنشائية هي تلك الجينات التي تحتوي على معلومات لترميز المواد الكيميائية اللازمة للآلات الخلوية.

المواد الكيميائية قد تكون:

(أ) بولي ببتيدات لتشكيل بروتينات هيكلية (على سبيل المثال ، مركب غرواني من البروتوبلازم ، أغشية الخلايا ، إيلاستين من الأربطة ، كولاجين الأوتار أو الغضروف ، الأكتين للعضلات ، توبيولين من الأنابيب الدقيقة ، إلخ). (ب) Polypeptides لتوليف الإنزيمات ،

(ج) بروتينات نقل مثل الهيموغلوبين من كريات الدم الحمراء ، وبروتينات نقل الدهون ، وبروتينات حاملة لأغشية الخلايا ، إلخ.

(د) الهرمونات البروتينية ، مثل الأنسولين ، هرمون النمو ، هرمون الغدة الدرقية ،

(هـ) الأجسام المضادة ، المستضدات ، بعض السموم ، عوامل تخثر الدم ، إلخ.

(f) RNAs غير المترجمة مثل tRNAs ، rRNA. بشكل عام ، الجينات الهيكلية إما تنتج mRNAs لتوليف polypeptides / proteins / enzymes أو RNAs غير المشفرة.

14. الجينات التنظيمية (التسلسلات التنظيمية):

لا تقوم الجينات التنظيمية بنسخ الرنا RNAs للتحكم في بنية وأداء الخلايا. بدلا من ذلك ، فإنها تتحكم في وظائف الجينات الهيكلية. الجينات التنظيمية الهامة هي المروجين ، والمنتهيين ، والمشغلين ، والجينات المنتجة أو الجينات المنظمة للقمع. لا يشارك الكابتور في النشاط الخلوي. بدلا من ذلك ، فإنه ينظم نشاط الجينات الأخرى. لذلك ، فإن الجين المنتج للقمع ذو طبيعة وسيطة.

15. جينات نسيجية محددة:

إنها جينات يتم التعبير عنها فقط في بعض الأنسجة المحددة وليس في أنواع أخرى.

وظائف الجينات:

(1) الجينات هي مكونات المادة الوراثية وهي بالتالي وحدات الوراثة ،

(2) يسيطرون على التشكل أو النمط الظاهري للأفراد ،

(3) تكرار الجينات أمر ضروري لتقسيم الخلايا ،

(4) تحمل الجينات المعلومات الوراثية من جيل إلى الجيل التالي ،

(5) يسيطرون على بنية الجسم واستقلابه ،

(6) ينتج اختلاط الجينات في وقت التكاثر الجنسي اختلافات ،

(7) يتم إنتاج روابط مختلفة بسبب العبور ،

(viii) تخضع الجينات للطفرات وتغير تعبيرها ،

(9) جينات جديدة وبالتالي سمات جديدة تتطور بسبب إعادة تشكيل الإكسونات والإنترونات.

(x) تغير الجينات تعبيرها بسبب تأثير موضع وترانسبوزن.

(11) يتم التحكم في تمايز أو تشكيل أنواع مختلفة من الخلايا والأنسجة والأعضاء في أجزاء مختلفة من الجسم بالتعبير عن جينات معينة وعدم تعبير الآخرين ،

(12) يتم التحكم في تطوير أو إنتاج مراحل مختلفة في تاريخ الحياة بواسطة الجينات.


موصى به

أنواع رواسب المحيطات: الودائع الوخيمة والبيئية
2019
دور ريادة الأعمال في التنمية الاقتصادية
2019
مقال حول علاج السرطان
2019