АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

В хромосомах человека

Существование дискретных наследственных факторов в половых клетках было гипотетически постулировано Г. Менделем в 1865 г., в 1909 г. В Иогансен назвал их генами. Ген (от греч. genos – род, происхождение) - наследственный фактор, функционально неделимая единица генетического материала; участок молекулы ДНК, кодирующий первичную структуру полипептида, молекулы транспортной или рибосомальной РНК. Совокупность генов данной клетки или организма составляет его генотип.

Дальнейшие представления о генах связаны с развитием хромосомной теории наследственности. Т. X. Морган и его школа разработали теорию генов, согласно которой ген представляет собой единицу мутации, рекомбинации и функции, т. е. при мутировании ген изменяется как целое, рекомбинация происходит только между генами, и ген контролирует элементарную функцию, которая может быть определена на основании функционального теста на аллелизм. Аллель (от греч. allelon — друг друга, взаимно), аллеломорфа, одно из возможных структурных состояний гена. Любое изменение структуры гена в ре­зультате мутаций или за счёт внутригенных рекомбинаций у гетерозигот по двум мутантным аллелям приводит к появлению но­вых аллелей этого гена (число аллелей каждого гена практически неисчислимо). Термин «аллель» предложен В. Иогансеном (1909). Распространённые в природных популя­циях аллели, обусловливающие развитие при­знаков, характерных для вида, называют аллелями «дикого типа», а происходящие от них аллели — мутантными. Различные аллели одного гена могут приводить к одинаковым или раз­ным фенотипическим эффектам, что послужи­ло основанием для представления о множественном аллелизме. Наличие нескольких аллелей каждого гена в популяциях обес­печивает определенный уровень генетического по­лиморфизма (например, три аллеля обусловли­вают существование четырёх групп кро­ви у человека) и комбинативной изменчи­вости (закон независимого наследования признаков), которые служат исходным материалом для эволюционных преобразований. Множественный аллелизм для генов, контролирующих сис­темы несовместимости (например, резус-фак­тор у человека), выступает как фактор отбора, препятствующий образованию зи­гот и организмов определенных генотипов. Аллели одного гена могут обусловливать существование отличающихся друг от друга форм одного и того же заболевания, например, различные аллели гена, контролирующего синтез гемоглобина, вызывают различные формы анемий.

По мере увеличения разрешающей способности генетического анализа стало очевидно, что ген делим и не является единицей мутации и рекомбинации. Первые эксперименты, доказавшие сложное строение гена у дрозофилы, были выполнены в 20—30-х гг. XX в. советскими учёными А. С. Серебровским, Н. П. Дубининым и др. Это открытие нашло подтверждение в исследованиях зарубежных авторов, работавших с дрозофилой, а также с низшими грибами, бактериями. В 1953 Дж. Уотсоном и Ф. Криком была раскрыта трёхмерная структура ДНК, что позволило говорить о том, каким образом детали данной структуры определяют биологические функции ДНК в качестве материального носителя наследственной информации.

В 60-х гг. американский исследователь С. Бензер доказал, что ген бактериофага Т4, развивающегося на кишечной палочке, состоит из линейно расположенных, независимо мутирующих элементов, разделимых рекомбинацией. Исходя из доказанной к тому времени генетической роли нуклеиновых кислот, С. Бензер показал, что наименьшими мутирующими элементами гена являются отдельные пары нуклеотидов ДНК.

Существенную роль в теории гена сыграла концепция «один ген — один фермент», выдвинутая в 40-е гг. Дж. Бидлом и Э. Тейтемом, согласно которой, каждый ген определяет структуру какого-либо фермента. После множества уточнений эта концепция сводится к тому, что для каждого типа полипептидных цепей в клетке существует так называемый структурный ген, определяющий чередование аминокислотных остатков в ней. Эта концепция вместе с представлениями о сложной структуре гена и генетической роли нуклеиновых кислот послужила отправной точкой для установления Ф. Криком и др. основных параметров генетического кода для белков, а за­тем его полной расшифровки в 1965г. C. Очоа, М. Ниренбергом и др. К этому времени утвердилось представление об универсальности основных черт строения и функции гена как сложной линейной структуры участка ДНК, который в результате транскрипции и последующей трансля­ции определяет первичную структуру полипептидной цепи.