GĒNS

ģenētiskās informācijas materiālā vienība; dezoksiribonukleīnskābes molekulas daļa, kurā ietilpst noteiktā secībā sakārtoti nukleotīdi. Terminu ieviesa dāņu zinātnieks V. Johansens 1909. gadā. Atsevišķs nukleotīds sastāv no purīnbāzes - adenīna (A) vai guanīna (G) - vai pirimidīnbāzes - citozīna (C) vai timīna (T), dezoksiribozes un fosforskābes atlikuma.

DNS molekulā purīnu un pirimidīnu skaits ir vienāds: A+G=T+C. Dž. Votsons un F. Kriks 1953. gadā konstatēja, ka

DNS ir dubultspirāle, kurā ūdeņraža saite saista katru vienas virknes adenīnu ar otras virknes timīnu, bet guanīnu - ar citozīnu. Gēna materiālās būtības atšifrēšana ir viens no mūsdienu bioloģiski svarīgākajiem sasniegumiem. Trīs blakus esošo slāpekļa bāžu kombināciju sauc par tripletu jeb kodonu. Tripleti veido ģenētisko kodu: katrs no tiem nosaka kādas aminoskābes vietu polipeptīdu ķēdē. Nukleotīdu skaits dažādos gēnos ir atšķirīgs (caurmērā 1000). To izvietojums gēnos veido gēna struktūru, kurā kodēta organisma pazīmju attīstības programma. Kura no dotajām attīstības iespējām konkrētajā gadījumā realizēsies, tas atkarīgs no vides apstākļiem. Viens gēns var ietekmēt vairākas pazīmes (plejotropija), piem., vispārēja albīnisma gadījumā cilvēkam ādā, matos, acs varavīksnenē trūkst pigmenta, turklāt ir redzes traucējumi, kā arī pastiprināta uzņēmība pret slimībām; arī gēnu mijiedarbība var mainīt pazīmes izpausmi. Katrs gēns atrodas noteiktas hromosomas noteiktā vietā (lokusā) un pirms šūnas dalīšanās spēj reproducēties. Šī gēna spēja reproducēties ir iedzimtības mehānisma pamats. Katrā hromosomā ir daudz (atrasti līdz 1250) lineāri sakārtotu gēnu, kas veido vienu saistības grupu un parasti no paaudzes paaudzē pāriet kopā, lai gan nav absolūti saistīti, jo šūnas dalīšanās - mejozes laikā viena pāra hromosomas apmainās daļām - gēnu blokiem - notiek krustmija. Jo tuvāk cits pie cita ir gēni, jo retāk starp tiem notiek krustmija - un otrādi. Gēns ir diskrēti, t.i., tie nesajaucas un nesaplūst. Ja vienādos hromosomu pāra lokusos atrodas аlēles (gēnu alternatīvās jeb kontrastējošās formas), kas nosaka kādas pazīmes vienādu izpausmi, organismu sauc par homozigotu, ja alēles kodē pazīmes dažādu izpausmi, organismu sauc par heterozigotu. Ja viena alēle nomāc vai maina otras efektu, spēcīgāko alēli sauc par dominanto alēli jeb dominanto gēnu, bet nomākto - par recesīvo alēli jeb recesīvo gēnu. Gēnus, tāpat kā visas pārējās dzīvā organisma sastāvdaļas, var ietekmēt ārējā vide, ierosinot pārmaiņas - mutācijas, kuras var definēt kā pastāvošās nukleotīdu secības traucējumu (viena nukleotīdu pāra apmaiņa ar otru, nukleotīda dubultošanās vai pārvietošanās). Rodas jaunas alēles, kas var būt dominantas, recesīvas vai izrādīt daļēju dominanci. Gēnu mutācijas nosaka organismu ģenētisko jeb iedzimstošo mainību; tām ir liela nozīme evolūcijā. Izšķir struktūrgēnus un regulētājgēnus. Struktūrgēni ir iedzimtības funkcionālās vienības un nosaka specifisku olbaltumvielu sintēzi, glabā olbaltumvielu veidošanas plānu. Regulētājgēni vada olbaltumvielu sintēzes ātrumu noteiktos apstākļos šūnā, regulē struktūrgēnu darbību. Sintezējamo olbaltumvielu kvalitatīvi un kvantitatīvi ietekmē gēnu mijiedarbība. Visu gēnu kopumu sauc par genotipu. Att.