Гены и хромосомы

Ген это определённый участок ДНК, в последовательности азотистых оснований которого закодированы структуры некоторых клеточных продуктов — белков, т-РНК и р-РНК. Сама ДНК обладает способностью к ауторедупликации в каждом цикле клеточного деления, при которой каждая из цепочек двойной структуры является матрицей для вновь синтезируемых молекул. При этом соединение азотистых оснований нуклеотидов одной цепочки с азотистыми основаниями другой осуществляется по принципу комплементарности: аденин (А) — тимин (Т) — гуанин (Г) — цитозин (Ц). Принцип наследования, сформулированный Грегором Менделем в виде трех законов, стал понятен лишь в ХХ веке, после того как открыли гены, хромосомы, РНК и ДНК. Жизнь это способ существования белковой материи. Почти всё живое на Земле построено из клеток, которые, в свою очередь, состоят из различных соединений. Клетки бывают соматическими (которые составляют тело) и половыми. Клетка — наименьшая жизнеспособная единица живого. Каждая клетка состоит из цитоплазмы и ядра, которые составляют взаимозависимую систему. Ядро — важнейшая часть клетки, так как именно в нём находятся молекулы ДНК, то есть гены. Поэтому ядро выполняет две важные функции: хранение, воспроизводство генетической информации и регуляция процессов обмена веществ, протекающих в клетке. Суть механизма наследования заключается в том, что сперматозоид и яйцеклетка содержат всю информацию, необходимую для построения нового организма со всей его сложнейшей анатомией, физиологией и поведением. В каждой клетке организма есть специальные устройства для синтеза белков — рибосомы. Роль программы выполняет информационная рибонуклеиновая кислота (иРНК). Это длинная молекула, состоящая из четырёх азотистых оснований: аденина, гуанина, цитозина и урацила. Они соединены друг с другом в длинную цепь. Соединяющие звенья в этой цепи рибоза и фосфатные остатки. РНК синтезируется в ДНК (дезоксирибонуклеиновую кислоту) и после синтеза рибоза преобразуется в дезоксирибозу, а урацил — в тимин. Подобный процесс называется транскрипцией, т. е. процесс синтеза информационной РНК на матрице ДНК. Именно ДНК является главным носителем генетической информации и делится на сгустки сложного органического вещества — хромосомы.

Большая часть хромосом составляет пары, подобные по форме и размеру, т. е. гомологичные и лишь одна пара хромосом не идентична. У котов количество парных гомологичных хромосом составляет 18 и 19 пара хромосом не гомологична. Не гомологичная пара представляет из себя: одну хромосому, напоминающую по форме букву Х и значительно меньшую по размерам хромосому, напоминающую букву Y. У кошки же присутствует две Х-хромосомы, чем она биологически и отличается от кота. Хромосомы несут очень важную роль в ДНК. Именно они отвечают за синтез того или иного белка и обеспечивают точность самовоспроизведения живых систем при клеточном делении с помощью носителей наследственной информации — генов. Геном называют единицу наследования. Подобный процесс самокопирования называется репликацией, т. е. создание комплементарной (дополнительной) молекулы. При делении клетки каждая хромосома удваивается и новые хромосомы расходятся к полюсам клетки, после чего в средней части клетки образуется перетяжка, разделяющая её на две части. Двойная спираль ДНК во время образования новых хромосом расщепляется и тут же из свободных аминокислот достраивается вторая ветвь спирали, соответствующая полной копии ДНК с расположением генов в одних и тех же строго определённых положениях в хромосоме, т. е. локусах. Существует 2 набора хромосом:

• — гаплоидный (половой), в котором при наборе хромосом есть только один ген, определяющий развитие данного организма (или отца или матери);
• — диплоидный (двойной, соматический), в котором есть две гомологические хромосомы (одна хромосома из пар ы от отца, другая — от матери), составляющие аллель, характеризующую будущие наследственные признаки котёнка и называются аутосомами.

Соматические клетки имеют двойной набор хромосом и просто повторяют сами себя, выстраивая определённую ткань организма, размножаясь делением, при котором генетический материал точно распределяется между дочерними клетками. Такое деление обеспечивает: постоянство строения организма; правильность функционирования органов и тканей; эмбриональное развитие; рост и восстановление тканей после повреждения; поддержание целостности тканей и т. п. Половые клетки закладывают основу нового организма, который будет сочетать в себе свойства как отца, так и матери. Именно поэтому, в половых клетках набор хромосом одинарный, только соединяясь в процессе оплодоворения, они образуют новое существо, у которого двойной набор хромосом (одна половина от отца, другая от матери). Такое размножение называется половым. При таком размножении новая особь образуется от слияния специализированных (половых) клеток и образования зиготы. Но иногда, во время копирования ДНК происходят сбои, из-за которых тот или иной ген воспроизводится с ошибкой, т. е. мутирует. Некоторые мутации приводят к гибели клетки сразу или всего организма через какой-то промежуток времени, а иногда приводит к появлению новых признаков, не уменьшающих жизнеспособность организма. Именно формы существования одного и того же гена — нормальная и его мутация и являются его аллеями.