Ген - функциональная единица наследственности. Молекулярное строение гена у прокариот и эукариот. Гипотеза «Один ген- один фермент», ее современная трактовка.

Ген — структурная и функциональная единица наследственности живых организмов. Ген представляет собой участок ДНК, задающий последовательность определённого полипептида либо функциональной РНК. Гены (точнее, аллели генов) определяют наследственные признаки организмов, передающиеся от родителей потомству при размножении. При этом некоторые органеллы (митохондрии, пластиды) имеют собственную, определяющую их признаки ДНК, не входящую в геном организма.

Один ген один фермент.

В 1940 г Дж. Бидл и Эдвард Татум использовали новый подход для изучения того, как гены обеспечивают метаболизм у более удобного объекта исследований – у микроскопического грибка Neurospora crassa.. Ими были получены мутации, у которых; отсутствовала активность того-или иного фермента метаболизма. А это приводило к тому, что мутантный гриб бьл не способен сам синтезировать определенный метаболит (например, аминокислоту лейцин) и мог жить только тогда, когда лейцин был добавлен в питательную среду. Сформулированная Дж. Бидлом и Э. Татумом теория "один ген - один фермент" - быстро получила широкое признание у генетиков, а сами они были награждены Нобелевской Премией

Белки-ферменты образуются в результате деятельности генов, но последние регулируются белками-гистонами и гормонами. Многие факты привели к убеждению, что гены действуют через кодируемые ими ферменты =>Один ген – один фермент – один признак.

Т.е. нет гена - нет фермента

Классификация генов: структурные, регуляторы. Свойства генов (дискретность, стабильность, лабильность, полиаллелизм, специфичность, плейотропия).

Структурные гены кодируют синтез белков, но ген не принимает непосредственного участия в синтезе белка. ДНК матрица для молекул иРНК.

Регуляторные гены – регулируют работу структурных генов.

Свойства гена:

1) дискретность — несмешиваемость генов;

2) стабильность — способность сохранять структуру;

3) лабильность — способность многократно мутировать;

4)полиаллелизмм - это существование в популяции более двух аллелей данного гена.

5) специфичность — каждый ген кодирует свой признак;

6) плейотропия — множественный эффект гена (способность одного гена влиять на несколько фенотипических признаков).

Развмножение – универсальное свойство живого, обеспечивающее материальную непрерывность в ряду поколений. Эволюция размножения, формы размножения.

Размножение – способность организмов воспроизводить себе подобных.

Выделяют: бесполое (митотическое) и половое (мейотическое) размножение.

Бесполое размножение - образование нового организма из одной или группы клеток исходного материнского организма. В этом случае в размножении участвует только одна родительская особь, которая передает свою наследственную информацию дочерним особям. В основе бесполого размножения лежит митоз. Встречается несколько форм бесполого размножения.

Формы бесполого размножения:

· Деление надвое-приводит к возникновению из одного родительского организма двух дочерних(в основном у прокариот и простейших, но бывает и у многоклеточных: продольное у медуз, поперечное у кольчецов)

· Множественное деление(шизогония) одноклеточных характерно для некоторых паразитов человека(малярийный плазмодий)

· Почкование- при нем потомок формируется первоначально как вырост на теле родителя(гидра)

· Фрагментация-распад тела многоклеточного организма на части, которые далее превращаются в полноценные особи.(иглокожие, плоские черви)

· Образование спор-дочерний организм развивается из специализированной клетки-споры, которая содержит наследственный материал одной родительской особи.(мхи, водоросли, папоротники)

· Вегетативное размножение - разновидность бесполого размножения отдельными органами, частями органов или тела. Встречается у растений (размножение стеблями, листьями, побегами), у низших беспозвоночных животных (кишечнополостных, плоских червей).

Половое размножение - образование нового организма при участии двух родительских особей. При половом размножении происходит слияние половых клеток - гамет мужского и женского организма. Новый организм несет наследственную информацию обоих родителей.

Формы полового размножения

· Оогамия – слияние яйцеклетки и сперматозоида (многоклеточные животные, некоторые грибы, водоросли, высшие растения)

·  Гетерогамия – слияние двух подвижных клеток со жгутиками различных размеров (хитридиевые грибы, водоросли)

· Партеногенез – развитие из неоплодотворенной яйцеклетки (тли, осы, пчелы)

Эволюция шла по разным направлениям, каждое из которых привело к различного рода специализации.

Первое направление — переход от формирования одинаковых гамет (изогамия) к формированию разных гамет (гетерогамия); это дает явные преимущества, способствующие выживанию вида: многочисленность и подвижность сперматозоидов обеспечивают их встречу с яйцеклеткой, а большие размеры и запасы питательных веществ яйцеклетки обеспечивают питанием зиготу до тех пор, пока она не станет способной к самостоятельному питанию. Второе направление эволюции — специализация клеток колонии или многоклеточного тела, с тем чтобы одни клетки выполняли только вегетативные функции, а другие — только репродуктивные. От наружного оплодотворения к внутреннему с внутриутробным и заботой о потомстве.