domov / Izdelki za otroke/ Kakšne lastnosti ima genetski zapis? Pojem gena, genetske kode

Kakšne lastnosti ima genetska koda? Pojem gena, genetske kode

Vrstijo se v verige in tako proizvajajo zaporedja genetskih črk.

Genetska koda

Beljakovine skoraj vseh živih organizmov so zgrajene le iz 20 vrst aminokislin. Te aminokisline se imenujejo kanonične. Vsak protein je veriga ali več verig aminokislin, povezanih v strogo določenem zaporedju. To zaporedje določa strukturo proteina in s tem vse njegove biološke lastnosti.

CUU (lev/l) levcin
CUC (lev/l) levcin
CUA (lev/l) levcin
CUG (lev/l) levcin

V nekatere proteine so nestandardne aminokisline, kot sta selenocistein in pirolizin, vstavljene z ribosomom, ki bere stop kodon, odvisno od sekvenc v mRNA. Selenocistein se zdaj šteje za 21., pirolizin pa za 22. aminokisline, ki sestavljajo beljakovine.

Kljub tem izjemam vsi živi organizmi genetski kod ima skupne značilnosti: kodon je sestavljen iz treh nukleotidov, pri čemer sta prva dva odločilna; kodona prevedeta tRNA in ribosomi v aminokislinsko zaporedje.

Odstopanja od standardne genetske kode.

Primer	kodon	Normalen pomen	Bere se kot:
Nekatere vrste kvasa Candida	C.U.G.	levcin	Serin
Mitohondrije, zlasti v Saccharomyces cerevisiae	CU(U, C, A, G)	levcin	Serin
Mitohondriji višjih rastlin	CGG	Arginin	Triptofan
Mitohondriji (v vseh proučevanih organizmih brez izjeme)	U.G.A.	Stop	Triptofan
Mitohondriji pri sesalcih, Drosophila, S. cerevisiae in številne praživali	AUA	Izolevcin	Metionin = Začetek
Prokarioti	G.U.G.	Valin	Začetek
evkarionti (redki)	C.U.G.	levcin	Začetek
evkarionti (redki)	G.U.G.	Valin	Začetek
Prokarioti (redki)	UUG	levcin	Začetek
evkarionti (redki)	A.C.G.	treonin	Začetek
Mitohondriji sesalcev	AGC, AGU	Serin	Stop
Mitohondriji Drosophila	A.G.A.	Arginin	Stop
Mitohondriji sesalcev	AG(A, G)	Arginin	Stop

Zgodovina idej o genetski kodi

Vendar pa so v zgodnjih 60. letih 20. stoletja novi podatki razkrili nedoslednost hipoteze o »kodi brez vejic«. Nato so poskusi pokazali, da lahko kodoni, ki jih je Crick smatral za nesmiselne, in vitro izzovejo sintezo beljakovin in do leta 1965 je bil ugotovljen pomen vseh 64 trojčkov. Izkazalo se je, da so nekateri kodoni preprosto odveč, tj cela serija aminokisline so kodirane z dvema, štirimi ali celo šestimi trojčki.

Glej tudi

Opombe

Genetska koda podpira ciljno vstavljanje dveh aminokislin z enim kodonom. Turanov AA, Lobanov AV, Fomenko DE, Morrison HG, Sogin ML, Klobutcher LA, Hatfield DL, Gladyshev VN. Znanost. 9. januar 2009; 323 (5911): 259-61.
Kodon AUG kodira metionin, a hkrati služi kot začetni kodon – prevod se običajno začne s prvim kodonom AUG mRNA.
NCBI: "The Genetic Codes", sestavila Andrzej (Anjay) Elzanowski in Jim Ostell
Jukes TH, Osawa S, Genetska koda v mitohondrijih in kloroplastih., Izkušnje. 1990 december 1;46(11-12):1117-26.
Osawa S, Jukes TH, Watanabe K, Muto A (marec 1992). "Nedavni dokazi za razvoj genetske kode." Microbiol. Rev. 56 (1): 229–64. PMID 1579111.
SANGER F. (1952). "Razporeditev aminokislin v beljakovinah." Adv Protein Chem. 7 : 1-67. PMID 14933251.
M. Ičas Biološka koda. - Svet, 1971.
WATSON JD, CRICK FH. (April 1953). “Molekularna struktura nukleinskih kislin; struktura za deoksiribozno nukleinsko kislino." Narava 171 : 737-738. PMID 13054692.
WATSON JD, CRICK FH. (maj 1953). "Genetske posledice strukture deoksiribonukleinske kisline." Narava 171 : 964-967. PMID 13063483.
Krik FH. (April 1966). "Genetska koda - včeraj, danes in jutri." Cold Spring Harb Symp Quant Biol.: 1-9. PMID 5237190.
G. GAMOW (februar 1954). "Možna povezava med deoksiribonuklein Kislina in Strukture beljakovin." Narava 173 : 318. DOI:10.1038/173318a0. PMID 13882203.
GAMOW G, RICH A, YCAS M. (1956). "Problem prenosa informacij od nukleinskih kislin do proteinov." Adv Biol Med Phys. 4 : 23-68. PMID 13354508.
Gamow G, Ycas M. (1955). »STATISTIČNA KORELACIJA SESTAVE BELJAKOVIN IN RIBONUKLEINSKE KISLINE. " Proc Natl Acad Sci ZDA. 41 : 1011-1019. PMID 16589789.
Crick FH, Griffith JS, Orgel LE. (1957). “ŠIFRE BREZ VJEJIC. " Proc Natl Acad Sci ZDA. 43 : 416-421. PMID 16590032.
Hayes B. (1998). "Izum genetske kode." (PDF ponatis). ameriški znanstvenik 86 : 8-14.

Literatura

Azimov A. Genetski kod. Od teorije evolucije do dešifriranja DNK. - M.: Tsentrpoligraf, 2006. - 208 str. - ISBN 5-9524-2230-6.
Ratner V. A. Genetska koda kot sistem - Soros Educational Journal, 2000, 6, št. 3, str. 17-22.
Crick FH, Barnett L, Brenner S, Watts-Tobin RJ. Splošna narava genetske kode za proteine - Nature, 1961 (192), str. 1227-32

Povezave

Genetska koda- članek iz Velike sovjetske enciklopedije

Fundacija Wikimedia.

V vsaki celici in organizmu so vse anatomske, morfološke in funkcionalne značilnosti določene s strukturo beljakovin, ki jih sestavljajo. Dedna lastnost telesa je sposobnost sintetiziranja določenih beljakovin. Aminokisline se nahajajo v polipeptidni verigi, od katere so odvisne biološke značilnosti.
Vsaka celica ima svoje zaporedje nukleotidov v polinukleotidni verigi DNA. To je genetska koda DNK. Preko njega se beležijo informacije o sintezi določenih proteinov. Ta članek opisuje, kaj je genetska koda, njene lastnosti in genetske informacije.

Malo zgodovine

Zamisel, da bi lahko obstajal genetski kod, sta oblikovala J. Gamow in A. Down sredi dvajsetega stoletja. Opisali so, da nukleotidno zaporedje, ki je odgovorno za sintezo določene aminokisline, vsebuje vsaj tri enote. Kasneje so dokazali točno količino treh nukleotidov (to je enota genetske kode), kar imenujemo triplet ali kodon. Skupaj je štiriinšestdeset nukleotidov, ker je molekula kisline, kjer se pojavi RNA, sestavljena iz štirih različnih nukleotidnih ostankov.

Kaj je genetska koda

Način kodiranja zaporedja aminokislinskih proteinov zaradi zaporedja nukleotidov je značilen za vse žive celice in organizme. To je genetska koda.
V DNK so štirje nukleotidi:

adenin - A;
gvanin - G;
citozin - C;
timin - T.

Določeni so z velikimi tiskanimi črkami latinščina ali (v literaturi v ruskem jeziku) ruščina.
RNK vsebuje tudi štiri nukleotide, vendar je eden od njih drugačen od DNK:

adenin - A;
gvanin - G;
citozin - C;
uracil - U.

Vsi nukleotidi so razporejeni v verige, pri čemer ima DNK dvojno vijačnico, RNK pa enojno vijačnico.
Beljakovine so zgrajene na dvajsetih aminokislinah, ki v določenem zaporedju določajo njene biološke lastnosti.

Lastnosti genetske kode

Trojnost. Enota genetske kode je sestavljena iz treh črk, je trojček. To pomeni, da je dvajset aminokislin, ki obstajajo, kodiranih s tremi specifičnimi nukleotidi, imenovanimi kodoni ali trilpeti. Obstaja štiriinšestdeset kombinacij, ki jih je mogoče ustvariti iz štirih nukleotidov. Ta količina je več kot dovolj za kodiranje dvajsetih aminokislin.
Degeneracija. Vsaka aminokislina ustreza več kot enemu kodonu, z izjemo metionina in triptofana.
Nedvoumnost. En kodon kodira eno aminokislino. Na primer v genu zdrava oseba z informacijo o beta tarči hemoglobina, triplet GAG in GAA kodira A pri vseh z anemijo srpastih celic, se en nukleotid spremeni.
kolinearnost. Zaporedje aminokislin vedno ustreza zaporedju nukleotidov, ki jih vsebuje gen.
Genetska koda je neprekinjena in kompaktna, kar pomeni, da nima ločil. To pomeni, da se začne pri določenem kodonu neprekinjeno branje. Na primer, AUGGGUGTSUAUAUGUG se bo prebral kot: AUG, GUG, TSUU, AAU, GUG. Ampak ne AUG, UGG in tako naprej ali karkoli drugega.
Vsestranskost. Enako velja za absolutno vse kopenske organizme, od ljudi do rib, gliv in bakterij.

Tabela

Vse razpoložljive aminokisline niso vključene v predstavljeno tabelo. Hidroksiprolin, hidroksilizin, fosfoserin, jodovi derivati tirozina, cistina in nekateri drugi so odsotni, ker so derivati drugih aminokislin, ki jih kodira m-RNA in nastanejo po modifikaciji proteinov kot rezultat prevajanja.
Iz lastnosti genetske kode je znano, da je en kodon sposoben kodirati eno aminokislino. Izjema je genetska koda, ki opravlja dodatne funkcije in kodira valin in metionin. MRNA, ki je na začetku kodona, veže t-RNA, ki nosi formilmetion. Po končani sintezi se odcepi in s seboj odnese formilni ostanek ter se spremeni v ostanek metionina. Tako so zgornji kodoni iniciatorji sinteze polipeptidne verige. Če niso na začetku, potem niso nič drugačni od drugih.

Genetske informacije

Ta koncept pomeni program lastnosti, ki se prenaša od prednikov. V dednost je vgrajena kot genetska koda.
Genetska koda se realizira med sintezo beljakovin:

messenger RNA;
ribosomska rRNA.

Informacije se prenašajo z neposredno komunikacijo (DNA-RNA-protein) in obratno komunikacijo (medij-protein-DNA).
Organizmi ga lahko sprejmejo, shranijo, prenesejo in najučinkoviteje uporabijo.
Informacije, ki se prenašajo z dedovanjem, določajo razvoj določenega organizma. Toda zaradi interakcije z okoljem je reakcija slednjega izkrivljena, zaradi česar pride do evolucije in razvoja. Na ta način se v telo vnašajo nove informacije.

Izračun zakonitosti molekularne biologije in odkritje genetske kode sta ponazorila potrebo po združitvi genetike z Darwinovo teorijo, na podlagi katere je nastala sintetična teorija evolucije – neklasična biologija.
Dednost, variabilnost in naravna selekcija Darwinove ideje dopolnjuje genetsko pogojena selekcija. Evolucija se uresničuje na genetski ravni z naključnimi mutacijami in dedovanjem najbolj dragocenih lastnosti, ki so najbolj prilagojene okolju.

Dekodiranje človeške kode

V devetdesetih letih se je začel projekt Human Genome Project, s katerim so v dvatisočih odkrili fragmente genoma, ki vsebujejo 99,99 % človeških genov. Fragmenti, ki niso vključeni v sintezo beljakovin in niso kodirani, ostajajo neznani. Njuna vloga za zdaj ostaja neznanka.

Kromosom 1 je bil nazadnje odkrit leta 2006 in je najdaljši v genomu. Več kot tristo petdeset bolezni, vključno z rakom, se pojavi kot posledica motenj in mutacij v njem.

Vloge takih študij ni mogoče preceniti. Ko so odkrili, kaj je genetska koda, je postalo znano, po kakšnih vzorcih poteka razvoj, kako se oblikuje morfološka zgradba, psiha, nagnjenost k določenim boleznim, metabolizem in okvare posameznikov.

- enoten sistem za zapisovanje dednih informacij v molekulah nukleinskih kislin v obliki nukleotidnega zaporedja. Genetska koda temelji na uporabi abecede, sestavljene le iz štirih črk-nukleotidov, ki se razlikujejo po dušikovih bazah: A, T, G, C.

Glavne lastnosti genetske kode so naslednje:

1. Genetska koda je triplet. Trojček (kodon) je zaporedje treh nukleotidov, ki kodirajo eno aminokislino. Ker beljakovine vsebujejo 20 aminokislin, je očitno, da vsaka od njih ne more biti kodirana z enim nukleotidom (ker so v DNK samo štiri vrste nukleotidov, v tem primeru ostane 16 aminokislin nekodiranih). Tudi dva nukleotida nista dovolj za kodiranje aminokislin, saj je v tem primeru lahko kodiranih le 16 aminokislin. pomeni, najmanjše številoštevilo nukleotidov, ki kodirajo eno aminokislino, je enako trem. (V tem primeru je število možnih trojčkov nukleotidov 4 3 = 64).

2. Redundanca (degeneriranost) kode je posledica njene tripletne narave in pomeni, da lahko eno aminokislino kodira več trojčkov (saj je 20 aminokislin in 64 trojčkov). Izjema sta metionin in triptofan, ki ju kodira le en triplet. Poleg tega nekateri trojčki opravljajo posebne funkcije. Torej, v molekuli mRNA so trije UAA, UAG, UGA stop kodoni, tj. stop signali, ki ustavijo sintezo polipeptidne verige. Triplet, ki ustreza metioninu (AUG), ki se nahaja na začetku verige DNA, ne kodira aminokisline, ampak opravlja funkcijo iniciacije (vznemirljivega) branja.

3. Za kodo je poleg redundance značilna lastnost enoznačnosti, kar pomeni, da vsak kodon ustreza le eni določeni aminokislini.

4. Koda je kolinearna, tj. zaporedje nukleotidov v genu se natančno ujema z zaporedjem aminokislin v proteinu.

5. Genetska koda se ne prekriva in je kompaktna, kar pomeni, da ne vsebuje "ločil". To pomeni, da proces branja ne dopušča možnosti prekrivanja stolpcev (trojčkov) in z začetkom pri določenem kodonu branje poteka neprekinjeno, triplet za trojčkom, vse do signalov za zaustavitev (terminacijski kodoni). Na primer, v mRNA bodo naslednje zaporedje dušikovih baz AUGGGUGTSUUAAUGUG prebrali samo takšni trojčki: AUG, GUG, TSUU, AAU, GUG in ne AUG, UGG, GGU, GUG itd. ali AUG, GGU, UGC, CUU , itd. itd. ali kako drugače (na primer kodon AUG, ločilo G, kodon UGC, ločilo U itd.).

6. Genetska koda je univerzalna, to pomeni, da jedrni geni vseh organizmov kodirajo informacije o beljakovinah na enak način, ne glede na stopnjo organiziranosti in sistemsko lego teh organizmov.

Genetska koda različnih organizmov ima nekaj skupnih lastnosti:
1) Trojček. Za zapis kakršnih koli informacij, vključno z dednimi informacijami, se uporablja določena šifra, katere element je črka ali simbol. Zbirka takih simbolov sestavlja abecedo. Posamezna sporočila so napisana s kombinacijami znakov, imenovanimi kodne skupine ali kodoni. Dobro znana abeceda, sestavljena iz samo dveh znakov, je Morsejeva abeceda. V DNK so 4 črke - prve črke imen dušikovih baz (A, G, T, C), kar pomeni, da genetsko abecedo sestavljajo samo 4 znaki. Kaj je kodna skupina ali beseda genetske kode? Znanih je 20 osnovnih aminokislin, katerih vsebina mora biti zapisana z genetsko kodo, tj. 4 črke morajo dati 20 kodnih besed. Recimo, da je beseda sestavljena iz enega znaka, potem bomo dobili samo 4 skupine kod. Če je beseda sestavljena iz dveh znakov, bo takšnih skupin le 16, kar očitno ni dovolj za kodiranje 20 aminokislin. Zato mora kodna beseda vsebovati vsaj 3 nukleotide, kar bo dalo 64 (43) kombinacij. To število tripletnih kombinacij povsem zadostuje za kodiranje vseh aminokislin. Tako je kodon genetske kode trojček nukleotidov.
2) Degeneriranost (redundantnost) je lastnost genetske kode, ki je na eni strani sestavljena iz dejstva, da vsebuje odvečne trojčke, to je sinonime, in na drugi strani "nesmiselne" trojčke. Ker koda vključuje 64 kombinacij in je kodiranih le 20 aminokislin, so nekatere aminokisline kodirane z več trojčki (arginin, serin, levcin - šest; valin, prolin, alanin, glicin, treonin - štiri; izolevcin - tri; fenilalanin, tirozin, histidin, lizin, asparagin, glutamin, cistein, asparaginska in glutaminska kislina - dva; metionin in triptofan - en triplet). Nekatere kodne skupine (UAA, UAG, UGA) ne prenašajo pomenska obremenitev, torej so »nesmiselni« trojčki. »Nesmiselni« ali nesmiselni kodoni delujejo kot terminatorji verige - ločila v genetskem besedilu - služijo kot signal za konec sinteze beljakovinske verige. Ta redundanca kode ima velika vrednost povečati zanesljivost prenosa genetske informacije.
3) Neprekrivanje. Kodni trojčki se nikoli ne prekrivajo, tj. vedno se oddajajo skupaj. Pri branju informacij iz molekule DNK je nemogoče uporabiti dušikovo bazo enega tripleta v kombinaciji z bazami drugega tripleta.
4) Nedvoumnost. Ni primerov, ko bi isti triplet ustrezal več kot eni kislini.
5) Odsotnost ločilnih znakov znotraj gena. Genska koda se bere iz določeno mesto brez vejic.
6) Vsestranskost. U različne vrsteživi organizmi (virusi, bakterije, rastline, glive in živali) isti tripleti kodirajo iste aminokisline.
7) Specifičnost vrste. Število in zaporedje dušikovih baz v verigi DNK se razlikuje od organizma do organizma.

Klasifikacija genov

1) Po naravi interakcije v alelnem paru:

Dominantni (gen, ki je sposoben zatreti manifestacijo alela recesivnega gena); - recesivni (gen, katerega ekspresijo zavira njegov alelni dominantni gen).

2) Funkcionalna klasifikacija:

2) Genetska koda- to so določene kombinacije nukleotidov in zaporedje njihove lokacije v molekuli DNA. To je za vse žive organizme značilna metoda kodiranja aminokislinskega zaporedja beljakovin z uporabo zaporedja nukleotidov.

DNK uporablja štiri nukleotide - adenin (A), gvanin (G), citozin (C), timin (T), ki so v ruski literaturi označeni s črkami A, G, T in C. Te črke sestavljajo abecedo genetski kod. RNA uporablja enake nukleotide, z izjemo timina, ki je nadomeščen s podobnim nukleotidom - uracilom, ki je označen s črko U (v ruski literaturi U). V molekulah DNK in RNK so nukleotidi razvrščeni v verige in tako dobimo zaporedja genetskih črk.

Genetska koda

Za gradnjo beljakovin v naravi se uporablja 20 različne aminokisline. Vsak protein je veriga ali več verig aminokislin v strogo določenem zaporedju. To zaporedje določa strukturo proteina in s tem vse njegove biološke lastnosti. Nabor aminokislin je tudi univerzalen za skoraj vse žive organizme.

Implementacija genetske informacije v žive celice (to je sinteza proteina, ki ga kodira gen) poteka z uporabo dveh matričnih procesov: transkripcija (to je sinteza mRNA na matriki DNA) in prevajanje genetske kode. v aminokislinsko zaporedje (sinteza polipeptidne verige na matriki mRNA). Trije zaporedni nukleotidi zadoščajo za kodiranje 20 aminokislin in stop signal, ki označuje konec proteinske sekvence. Niz treh nukleotidov imenujemo triplet. Sprejete okrajšave, ki ustrezajo aminokislinam in kodonom, so prikazane na sliki.

Lastnosti genetske kode

1. Trojček- smiselna kodna enota je kombinacija treh nukleotidov (triplet ali kodon).

2. Kontinuiteta- med trojkami ni ločil, to pomeni, da se informacija bere neprekinjeno.

3. Diskretnost- isti nukleotid ne more biti hkrati del dveh ali več trojčkov.

4. Specifičnost- določen kodon ustreza samo eni aminokislini.

5. Degeneracija (redundanca)- več kodonov lahko ustreza isti aminokislini.

6. Vsestranskost - genetski kod deluje enako v organizmih različne ravni kompleksnost – od virusov do ljudi. (na tem temeljijo metode genskega inženiringa)

3) prepisovanje - proces sinteze RNK z uporabo DNK kot matrice, ki se pojavlja v vseh živih celicah. Z drugimi besedami, gre za prenos genetske informacije iz DNK v RNK.

Transkripcijo katalizira encim DNA-odvisna RNA polimeraza. Proces sinteze RNA poteka v smeri od 5" do 3" konca, to je vzdolž verige DNA matrice se RNA polimeraza premika v smeri 3"->5"

Transkripcija je sestavljena iz stopenj iniciacije, elongacije in terminacije.

Začetek prepisovanja - zapleten proces, odvisno od zaporedja DNK v bližini prepisanega zaporedja (in pri evkariontih tudi na bolj oddaljenih delih genoma – ojačevalcih in dušilcih) ter od prisotnosti ali odsotnosti različnih proteinskih dejavnikov.

Raztezek- nadaljuje se nadaljnje odvijanje DNK in sinteza RNK vzdolž kodirne verige. tako kot sinteza DNA poteka v smeri 5-3

Odpoved- takoj ko polimeraza doseže terminator, se takoj odcepi od DNA, lokalni hibrid DNA-RNA se uniči in na novo sintetizirana RNA se transportira iz jedra v citoplazmo in transkripcija je končana.

Obdelava- niz reakcij, ki vodijo do pretvorbe primarnih produktov transkripcije in translacije v delujoče molekule. Funkcionalno neaktivne prekurzorske molekule so izpostavljene P. ribonukleinske kisline (tRNA, rRNA, mRNA) in številne druge. beljakovine.

V procesu sinteze katabolnih encimov (razgradnja substratov) pride pri prokariontih do inducibilne sinteze encimov. To daje celici sposobnost prilagajanja razmeram okolju in prihranite energijo tako, da ustavite sintezo ustreznega encima, če potreba po njem izgine.
Za induciranje sinteze katabolnih encimov so potrebni naslednji pogoji:

1. Encim se sintetizira le, ko je za celico potrebna razgradnja ustreznega substrata.
2. Koncentracija substrata v mediju mora preseči določeno raven, preden lahko nastane ustrezni encim.
Mehanizem regulacije izražanja genov pri Escherichii coli je najbolj raziskan na primeru lac operona, ki nadzoruje sintezo treh katabolnih encimov, ki razgrajujejo laktozo. Če je v celici veliko glukoze in malo laktoze, promotor ostane neaktiven, represorski protein pa se nahaja na operatorju – blokira se prepisovanje lac operona. Ko se količina glukoze v mediju in s tem v celici zmanjša, laktoze pa poveča, pride do naslednjih dogodkov: poveča se količina cikličnega adenozin monofosfata, ta se veže na protein CAP – ta kompleks aktivira promotor, na katerega RNA polimeraza veže; hkrati se presežek laktoze veže na represorski protein in iz njega sprosti operaterja - odprta je pot za RNA polimerazo, začne se prepisovanje strukturnih genov lac operona. Laktoza deluje kot induktor sinteze tistih encimov, ki jo razgrajujejo.

5) Regulacija izražanja genov pri evkariontih je veliko bolj zapleteno. Različni tipi celic večceličnega evkariontskega organizma sintetizirajo več enakih proteinov, hkrati pa se med seboj razlikujejo po nizu celično specifičnih proteinov. te vrste. Stopnja proizvodnje je odvisna od tipa celice, pa tudi od stopnje razvoja organizma. Regulacija izražanja genov poteka na celični ravni in ravni organizma. Gene evkariontskih celic delimo na dva glavne vrste: prvi določa univerzalnost celičnih funkcij, drugi določa (določa) specializirane celične funkcije. Funkcije genov prva skupina pojavijo v vseh celicah. Za izvajanje diferenciranih funkcij morajo specializirane celice izražati določen niz genov.
Kromosomi, geni in operoni evkariontskih celic imajo številne strukturne in funkcionalne značilnosti, kar pojasnjuje kompleksnost izražanja genov.
1. Operoni evkariontskih celic imajo več genov – regulatorjev, ki se lahko nahajajo na različnih kromosomih.
2. Strukturni geni, ki nadzorujejo sintezo encimov enega biokemičnega procesa, so lahko koncentrirani v več operonih, ki se nahajajo ne le v eni molekuli DNK, ampak tudi v več.
3. Kompleksno zaporedje molekule DNA. Obstajajo informativni in neinformativni odseki, edinstvena in večkrat ponovljena informativna nukleotidna zaporedja.
4. Evkariontski geni so sestavljeni iz eksonov in intronov, zorenje mRNA pa spremlja izrezovanje intronov iz ustreznih primarnih transkriptov RNA (pro-RNA), t.j. spajanje.
5. Proces prepisovanja genov je odvisen od stanja kromatina. Lokalno zbijanje DNK popolnoma blokira sintezo RNK.
6. Transkripcija v evkariontskih celicah ni vedno povezana s translacijo. Sintetizirana mRNA lahko dolgo časa shranjeni v obliki informacijskih somov. Prepisovanje in prevajanje potekata v različnih predelih.
7. Nekateri evkariontski geni imajo nedosledno lokalizacijo (labilni geni ali transpozoni).
8. Metode molekularne biologije so razkrile zaviralni učinek histonskih proteinov na sintezo mRNA.
9. Med razvojem in diferenciacijo organov je delovanje genov odvisno od hormonov, ki krožijo po telesu in povzročajo specifične reakcije v določenih celicah. Pri sesalcih je pomembno delovanje spolnih hormonov.
10. Pri evkariontih je na vsaki stopnji ontogeneze izraženih 5-10% genov, ostali morajo biti blokirani.

6) popravilo genetski material

Genetska reparacija- proces odpravljanja genetskih poškodb in obnavljanja dednega aparata, ki se pojavlja v celicah živih organizmov pod vplivom posebnih encimov. Sposobnost celic, da popravljajo genetske poškodbe, je leta 1949 prvi odkril ameriški genetik A. Kellner. Popravilo- posebna funkcija celic, ki je sposobnost popravljanja kemičnih poškodb in zlomov v molekulah DNA, poškodovanih med normalno biosintezo DNA v celici ali kot posledica izpostavljenosti fizikalnim ali kemičnim dejavnikom. Izvajajo ga posebni encimski sistemi celice. Številne dedne bolezni (npr. pigmentna kseroderma) so povezane z motnjami popravljalnih sistemov.

vrste popravkov:

Neposredno popravilo je najenostavnejši način za odpravo poškodb v DNK, ki običajno vključuje posebne encime, ki lahko hitro (običajno v eni fazi) odpravijo ustrezno poškodbo in obnovijo prvotno strukturo nukleotidov. To velja na primer za O6-metilgvanin DNA metiltransferazo, ki odstrani metilno skupino iz dušikove baze na enega od lastnih cisteinskih ostankov.