Уcтройство генов прокариотов

Устройство генов у прокариотов отличаются отсутствием экзон-интронной структуры. А именно, в отличие от эукариотов, гены цельные, представлены единой нуклеотидной последовательностью и не расчленены на кодирующие участки – экзоны и некодирующие интроны. Поэтому у прокариотов отсутствует сплайсинг – процесс вырезания некодирующих интронов в молекуле информационной РНК. Исключением являются гены, кодирующие рибосомальные и транспортные РНК (р-РНК и т-РНК), у которых имеется зачаточный сплайсинг и вырезаются отдельные петли.

Гены у прокариот бывают одиночными (около 70%) или собраны в группы – опероны.

Оперон – это группа генов под общими промотором и терминатором, которые кодируют ферменты последовательных метаболических превращений. Так, в лактозном опероне кишечной палочки собраны 3 гена катаболизма лактозы. Первый ген кодирует фермент бета-галактозидазу, который расщепляет лактозу на два моносахара (глюкозу и галактозу). Второй ген кодирует пермеазу – фермент- переносчик, осуществляющий перенос модифицированной галактозы внутрь клетки. Третий ген кодирует фермент трансацетилазу, вовлекающий углевод в дальнейший метаболизм. В триптофановом опероне кишечной палочки – 5 структурных генов, в гистидиновом опероне у сальмонелл – 11 генов.

Во время транскрипции с оперона считывается полицистронная и-РНК (цистрон = ген), содержащая генетическую информацию о всех структурных генах оперона, а с единичного гена транскрибируется моноцистронная и-РНК.

У эукариотов гены почти всегда одиночные и только гены т- и р-РНК собраны в кластеры, напоминающие опероны бактерий.

На ДНК в пределах гена или оперона различают смысловую и матричную цепи. Смысловая цепь, она же кодогенная, имеет последовательность нуклеотидов, определяющих набор аминокислот в соответствующем белке. Матричная цепь (некодогенная) комплементарна смысловой цепи и является матрицей для синтеза и-РНК. Информационная РНК, транскрибируемая на матричной цепи ДНК, по набору нуклеотидов полностью соответствует смысловой цепи.

Тонкая структура гена (оперона) на примере лактозного оперона E. coli

Рис.2.1.