Gēns pret olbaltumvielām
Lai gan gēns un olbaltumvielas ir cieši saistīti, starp to funkciju un fizioloģiju ir noteiktas atšķirības. Gēns un olbaltumvielas ir divi ļoti cieši saistīti biomateriāli ķermeņa sistēmā. Gēnu funkcija ir izteikta olbaltumvielu formā. Tas rada visciešāko saikni starp gēniem un olbaltumvielām. Gan gēns, gan olbaltumvielas ir vitāli svarīgi savienojumi dzīvē un palīdz veidot attiecības starp genotipu un fenotipu ģenētikā. Šo molekulāro saistību izskaidro viena gēna / viena polipeptīda hipotēze. Francis Kriks bija pirmais cilvēks, kurš aprakstīja informācijas plūsmu šūnās, kas noved pie genotipa pārveidošanas par fenotipu. Vienvirziena informācijas plūsma šūnās ir šāda.
DNS (gēns) → RNS → proteīns
DNS-RNS posms ir pazīstams kā transkripcija, savukārt RNS-olbaltumvielu sauc par translāciju. Šajā rakstā galvenā uzmanība tiek pievērsta atšķirībai starp gēnu un olbaltumvielām, savukārt tiks ņemta vērā arī gēnu un olbaltumvielu funkcija un fizioloģija.
Kas ir Gēns?
Gēns tiek uzskatīts par ģenētiskās informācijas pamatvienību. Tas atrodas hromosomā noteiktā ģenētiskajā lokusā. Ģenētiskā informācija, kas atrodas konkrētajā lokusā, parasti tiek pārrakstīta vienā RNS molekulā, kas galu galā tiek kodēta konkrētam proteīnam. Šos gēnus sauc par proteīnus kodējošiem gēniem. Ne visa no gēniem pārrakstītā RNS tiek pārveidota par olbaltumvielām. Šos gēnus sauc par nekodējošiem gēniem. Gēnu izpēti sauc par ģenētiku. Eikariotos hromosomu pāri ir sakārtoti kā homologi pāri. Tā paša gēna dažādas formas, kas atrodas vienā pozīcijā vai lokusā, sauc par alēlēm. Eikariotu gēni ir sarežģītāki nekā prokariotu gēni, un tajos ir iejaukušās sekvences, ko sauc par introniem. Pārējās gēnos atrodamās regulatīvās sadaļas sauc par eksoniem, kas veido mRNS. Cilvēkāmazākais proteīnu kodējošais gēns sastāv no apmēram 500 nukleotīdiem bez introniem un kodē histona proteīnu. Lielākais olbaltumvielu kodējošais gēns cilvēkā satur apmēram 2,5 miljonus nukleotīdu un kodē olbaltumvielu, ko sauc par distrofīnu.
Baktēriju DNS pārraksta mRNS un pēc tam pārvēršas olbaltumvielās
Kas ir proteīns?
Olbaltumvielas ir visdažādākās bioloģiskās makromolekulas ar dažādām funkcijām, ieskaitot enzīmu katalīzi, aizsardzību, transportēšanu, atbalstu, kustību, regulēšanu un uzglabāšanu. Olbaltumvielu struktūru nosaka noteikts gēns organismā. Olbaltumvielu funkcionālā un strukturālā vienība ir aminoskābe. Kā norāda nosaukums, aminoskābes sastāv no aminogrupas (-NH 2) un skābā karboksilgrupu (-COOH). Lai ražotu visus proteīnus organismā, ir 20 dažādas aminoskābes, kas sakārtotas dažādās secībās, izmantojot peptīdu saites. Aminoskābju ķēde, kas savienota ar peptīdu saitēm, tiek saukta par polipeptīdu.
Olbaltumvielu struktūra vai forma nosaka tā funkciju. Aminoskābju secību nosaka olbaltumvielu primārā struktūra. Vairāku peptīdu grupu klātbūtne olbaltumvielā var izraisīt ūdeņraža saišu veidošanos starp tuvējām aminoskābēm. Tas var mainīt olbaltumvielu struktūru un noteikt sekundāro struktūru. Terciārā struktūra; proteīna galīgo 3D formu nosaka pēc olbaltumvielu krokām un saitēm. Kvaternārā olbaltumvielu struktūra ir sastopama tikai proteīnā ar vairākiem polipeptīdiem.
Kāda ir atšķirība starp gēnu un olbaltumvielām?
• Gēnu funkcija tiek izteikta ar olbaltumvielu palīdzību (gēns nosaka konkrēta olbaltumvielu primāro struktūru organismā).
• Gēnu veido DNS, bet olbaltumvielas - aminoskābes.
• Gēni pārnēsā genotipu, bet olbaltumvielas - fenotipus.
• Gēna galvenā funkcija ir informācijas pārmantošana, savukārt olbaltumvielu galvenās funkcijas ir enzīmu katalīze, aizsardzība, transports, atbalsts, kustība, regulēšana un uzglabāšana.
Attēli Pieklājība:
