Генетическим материалом живых организмов являются нуклеиновые кислоты (молекулы ДНК или РНК). У клеточных форм жизни ДНК выполняет основную генетическую функцию - функцию носителя наследственной информации. РНК участвует в реализации генетической информации и других процессах, важных для жизнедеятельности клетки.
В про- и эукариотических клетках основная масса ДНК сосредоточена в хромосомах (хромосомная ДНК). Экстрахромосомная ДНК представлена: ДНК плазмид (у прокариот и ряда эукариот) и ДНК органоидов эукариот (митохондрий, пластид, центриолей). Кроме того, в клетках всех организмов содержатся мигрирующие (мобильные, подвижные, или транспозируемые) генетические элементы (МГЭ).
Конечные цели изучения модуля:
• изучить понятия «хромосома», «кариотип», «идиограмма», «ген», «генотип», «геном», «генофонд», «фенотип»;
• изучить формы взаимодействия генов;
• изучить организацию генетического материала вирусов;
• изучить организацию генетического материала прокариот;
• изучить организацию генетического материала эукариот;
• изучить хромосомную, экстрахромосомную ДНК, ДНК плазмы крови;
• изучить избыточную ДНК;
• изучить мобильные элементы генома прокариот и эукариот.
4.1. МОДУЛЬНАЯ ЕДИНИЦА. ХРОМОСОМЫ, ХРОМОСОМНЫЙ КОМПЛЕКС
Нуклеоид - единственная «хромосома» прокариот - представлена кольцевой сверхспирализованной молекулой ДНК длиной 1,3 мм (E. coli - 4х106 п.н.), не связанной со структурными белками. В ее составе обнаруживаются 3-4 тыс. генов, расположенных линейно и организованных в опероны.
Хромосомы эукариот располагаются в ядре клетки, образованы линейными молекулами ДНК в комплексе с белками, большая часть последних обеспечивает упаковку ДНК. Хромосомы человека насчитывают 60 000 генов (30 000 генов в гаплоидном наборе).