Prima Pagina » Corpul Uman » Genetica » Functiile Genelor

Functiile Genelor

Genele au doua functii: autocatalitica si heterocatalitica. Dogma centrala a geneticii consta in faptul ca informatia genetica se gaseste in ADN, ea putand sa fie replicata (functie autocatalitica) si decodificata prin transcriptie si translatie (functie heterocatalitica). Ca urmare, fluxul de informatii este unidirectional : ADNARN – proteine.

Functia autocatalitica a genelor

Consta in capacitatea lor de a se autoreplica cu mare fidelitate, astfel ca in procesul diviziunii celulele fiice mostenesc, de regula, aceleasi gene existente si in celula mama. La organismele pluricelulare, fiecare celula a organismului poseda totalitatea genelor caracteristice speciei respective, numai ca in celule specializate functioneaza anumite gene, restul gasindu-se in stare represata.

La plante s-a demonstrat ca atat celulele diploide ale organismului, cat si cele haploide, sunt capabile sa regenereze in culturi celulare intreg organismul.

Deoarece la majoritatea organismelor materialul genetic este reprezentat de ADN si numai in cazul unor virusuri este reprezentat de ARN, functia autocatalitica a genelor este reprezentata de procesul de replicatie a acizilor nucleici. Acest proces se realizeaza dupa tipul semiconservativ, prin care moleculele de ADN nou sintetizate sunt de fapt numai pe jumatate, deoarece ele sunt formate dintr-o catena polinucleotidica veche si una nou sintetizata. Existenta complementaritatii nucleotidelor de-a lungul macromo-leculei de acizi nucleici, permite sinteza materialului genetic, cu o mare fidelitate. Numai asa se poate explica stabilitatea relativa a organismelor vii, transmiterea informatiei genetice in cursul generatiilor succesive.

Functia heterocatalitica a genelor

Consta in capacitatea lor de a determina sinteze specifice de proteine, enzime si alte biomolecule. Aceasta inseamna ca informatia genetica pe care o contine fiecare gena este la un moment dat decodificata si transformata intr-o secventa de aminoacizi, adica in catene polipeptidice.

In fiecare celula de tip procariot sau eucariot, genele se gasesc, de regula, intr-un singur exemplar sau forma de alele, in timp ce numarul moleculelor proteice este foarte mare, de zeci sau sute de mii. Aceasta inseamna ca decodificarea informatiei genetice continuta in moleculele de ADN se realizeaza cu o viteza foarte mare, incat celulele pot sintetiza rapid cantitati mari de molecule proteice. Pentru aceasta exista un sistem de amplificare, prin care genele sunt copiate in numeroase exemplare de    ARN-m prin fenomenul de transcriptie si apoi prin translatie sunt transformate in secvente de aminoacizi, adica in catene polipeptidice.

Recent s-a descoperit ca la eucariote genele cuprind secvente de nucleotide informationale denumite exoni si secvente non-informationale denumite introni. Astfel, gena este alcatuita din mai multe bucati, din care numai exonii sunt transcrisi in ARN-m si informatia lor genetica este decodificata si transformata in segmente de aminoacizi. In procesul de transcriptie intronii sunt eliminati.

De exemplu, gena ovalbuminei, a proteinei din albusul oualor de gaina, este format dintr-o secventa de 8 exoni si 7 introni, care alterneaza. Ca urmare, genele de la eucariote sunt mult mai mari decat cele de la procariote, deoarece au segmente de ADN non-informational. Acest ultim tip de ADN are rol in procesul de evolutie prin duplicarea genelor.

Genele de la eucariote au o structura discontinua sau in mozaic.

Gene suprapuse

La bacteriofagul phix 174, care are un genom circular, s-au descoperit gene suprapuse. Gena A a acestui virus bacterian este mai mare, iar gena B de dimensiuni mai reduse, fiind inclus in gene A. De asemenea genele D si E sunt suprapuse. Aceasta inseamna ca sinteza ARN-m poate incepe din doua puncte diferite ale aceleasi gene, astfel ca se pot sintetiza doua catene polipeptidice de marimi diferite.

Pseudogene

In genomul unor eucariote au fost evidentiate pseudogene, adica niste gene relicte, care si-au pierdut functiile si care au numai rol in mentinerea arhitecturii moleculare a cromozomilor. Astfel de gene se regasesc in familia genelor hemoglobinelor, a imunoglobinelor etc. cu care se inrudesc structural. Fiind nefunctionale, pseudogenele acumuleaza mutatii cu o frecventa marita.

Elemente genetice transpozabile 

Elementele genetice transpozabile sau transpozonii sunt segmente de ADN de 750-40.000 perechi de baze, capabile sa circule in cadrul genomului atat la procariote, cat si la eucariote si sa se insere in diverse locusuri. Ele pot determina mutatii genice, restructurari cromozomale, activarea unor gene silentioase, inactivarea unor gene etc. Traspozonii sunt de doua tipuri:

  • traspozoni simpli, mai mici ca dimensiuni si care contin numai gena traspozazei, enzima cu ajutorul careia se realizeaza transpozitia ;
  • transpozoni complecsi, de dimensiuni mai mari, care pe langa gena traspozazei contin una sau mai multe gene care sunt transpozate dintr-un locus in altul al genomului.

Inducerea transpozitiei se realizeaza in conditii de stress provocat de agentii fizici (radiatii, socuri de temperatura) si chimici (substante mutagene, poluante etc.) sau prin cultura de celule si tesuturi pe medii artificiale. In aceste conditii se produce o destabilizare a genomului, fapt ce determina o mare variabilitate genetica. Aceasta permite o capacitate marita de adaptare a organismelor la conditiile nefavorabile de mediu si bineinteles supraviatuirea. Elementele genetice transpozabile au un rol important in evolutia rapida a organismelor vii in conditii de stress.

Articole Similare:

Ultima actualizare: vineri, 21 decembrie, 2012, 16:28

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile necesare sunt marcate *