Gēns pret olb altumvielām
Lai gan gēns un proteīns ir cieši saistīti, pastāv noteiktas atšķirības starp to funkcijām un fizioloģiju. Gēns un olb altumviela ir divi ļoti cieši saistīti biomateriāli ķermeņa sistēmā. Gēnu funkcija tiek izteikta proteīna formā. Tas veido visciešāko saikni starp gēniem un olb altumvielām. Gan gēns, gan proteīns ir vitāli svarīgs savienojums dzīvē un palīdz veidot attiecības starp genotipu un fenotipu ģenētikā. Šīs molekulārās attiecības izskaidro viena gēna/viena polipeptīda hipotēze. Frensiss Kriks bija pirmais, kurš aprakstīja informācijas plūsmu šūnās, kas noved pie genotipa pārvēršanas fenotipā. Viena virziena informācijas plūsma šūnās ir šāda.
DNS (gēns) → RNS → proteīns
DNS-RNS solis ir pazīstams kā transkripcija, savukārt RNS-proteīna solis tiek saukts par translāciju. Šajā rakstā galvenā uzmanība tiek pievērsta atšķirībai starp gēnu un proteīnu, savukārt tiks ņemta vērā arī gēnu un olb altumvielu funkcija un fizioloģija.
Kas ir Gene?
Gēns tiek uzskatīts par ģenētiskās informācijas pamatvienību. Tas atrodas hromosomā noteiktā ģenētiskā lokusā. Ģenētiskā informācija, kas atrodas konkrētajā lokusā, parasti tiek pārrakstīta vienā RNS molekulā, kas galu galā tiek kodēta konkrētam proteīnam. Šos gēnus sauc par proteīnu kodējošiem gēniem. Ne visas RNS, kas pārrakstītas no gēniem, tiek pārvērstas olb altumvielās. Šos gēnus sauc par nekodējošiem gēniem. Gēnu izpēti sauc par ģenētiku. Eikariotos hromosomu pāri ir sakārtoti kā homologi pāri. Viena un tā paša gēna dažādas formas, kas atrodas vienā un tajā pašā vietā vai lokusā, sauc par alēlēm. Eikariotu gēni ir sarežģītāki nekā prokariotu gēni un satur sekvences, kuras sauc par introniem. Pārējās regulējošās sadaļas, kas atrodamas gēnos, sauc par eksoniem, kas veido mRNS. Cilvēkam mazākais proteīnu kodējošais gēns sastāv no aptuveni 500 nukleotīdiem bez introniem un kodē histona proteīnu. Lielākais proteīnu kodējošais gēns cilvēkam satur aptuveni 2,5 miljonus nukleotīdu un kodē proteīnu, ko sauc par distrofīnu.
Baktēriju DNS transkribēta mRNS un pēc tam pārveidota proteīnā
Kas ir proteīns?
Olb altumvielas ir visdažādākās bioloģiskās makromolekulas ar dažādām funkcijām, tostarp enzīmu katalīzi, aizsardzību, transportēšanu, atbalstu, kustību, regulēšanu un uzglabāšanu. Olb altumvielu struktūru nosaka konkrēts gēns organismā. Olb altumvielu funkcionālā un strukturālā vienība ir aminoskābe. Kā norāda nosaukums, aminoskābe sastāv no aminogrupas (-NH2) un skābes karboksilgrupas (-COOH). Ir 20 dažādas aminoskābes, kas ir sakārtotas dažādās secībās caur peptīdu saitēm, lai ražotu visas olb altumvielas organismā. Aminoskābju ķēdi, kas savienota ar peptīdu saitēm, sauc par polipeptīdu.
Proteīna struktūra vai forma nosaka tā darbību. Aminoskābju secību nosaka proteīna primārā struktūra. Vairāku peptīdu grupu klātbūtne proteīnā var izraisīt ūdeņraža saišu veidošanos starp blakus esošajām aminoskābēm. Tas var mainīt proteīna struktūru un noteikt sekundāro struktūru. terciārā struktūra; proteīna galīgo 3-D formu nosaka proteīna krokas un saites. Olb altumvielu kvartārā struktūra ir atrodama tikai proteīnā ar vairākiem polipeptīdiem.
Kāda ir atšķirība starp gēnu un proteīnu?
• Gēnu funkcija izpaužas caur olb altumvielām (gēns nosaka konkrēta proteīna primāro struktūru organismā).
• Gēnu veido DNS, savukārt olb altumvielas veido aminoskābes.
• Gēni nes genotipu, bet olb altumvielas izsaka fenotipus.
• Gēnu galvenā funkcija ir pārnēsāt informāciju par iedzimtību, turpretim proteīnu galvenās funkcijas ir enzīmu katalīze, aizsardzība, transportēšana, atbalsts, kustība, regulēšana un uzglabāšana.
