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Schematische Darstellung eines Gens auf einem Chromosom.

Teil einer Artikelserie über Genetik
Pollenzellen in Meiose (1600x)
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EIN Gen ist in der Biologie ein diskrete Einheit von Genmaterial, wodurch Organismenerbliche Eigenschaften an ihre Nachkommen weitergeben. Gene sind ein Teil von Chromosomen und bestehen aus stücken DNA. Alle Gene zusammen bestimmen die Funktion des Zellen aus dem der Organismus aufgebaut ist.

Funktion

In dem klassische Genetik nach Mendel kann es Allel eines Gens Dominant sein, rezessiv oder Vermittler. Das dominante Allel ist sichtbar, wenn es im Organismus beispielsweise aufgrund einer anderen Haarfarbe oder Haarfarbe vorhanden ist Augen; das rezessive Allel wird erst sichtbar, wenn das dominante Allel fehlt.

Ein Gen in einigen Organismen besteht aus Introns und Exons. Exons sind die kodierenden Teile, die Informationen in Introns spiegeln sich nicht im endgültigen Genprodukt wider.

Die Entdeckung der Existenz von alternative Spleißfaktoren verändert die Definition eines Gens. Die aktuelle Definition, bei der ein Gen in Eukaryoten kodiert für a Protein ist nicht mehr haltbar. Einige haben vorgeschlagen, dass ein Gen als zweifache Informationsstruktur betrachtet werden sollte:

• Eine DNA-Sequenz, die für die Prä-mRNA.
• Ein hinzugefügter DNA-Code oder ein anderer regulatorischer Prozess, der das alternative Spleißen steuert.

In der Zelle werden einzelne Gene der DNA werden gelesen und in sogenannte Boten-RNA (mRNA). Dieser Vorgang heißt Transkription. Ein komplexer Regulationsmechanismus, der anzeigt, wann die Zelle das vom Gen kodierte Protein benötigt, entscheidet, wann diese mRNA hergestellt wird. Als erstes, Prä-mRNA erstellt von Spleißen wird in mRNA umgewandelt. Die mRNA wird in der Zelle gelesen durch Ribosomen mit Transfer-RNA (tRNA) Moleküle, die helfen, Aminosäuren in der richtigen Reihenfolge zu präsentieren. Das Ribosom verknüpft diese Aminosäuren zu einem Polypeptid. Dieser Vorgang heißt Übersetzung.

Eine einzelne mRNA kann viele Male gelesen werden, wobei jedes Mal eine Polypeptidkette entsteht. Auf diese Weise werden die Proteinketten Stück für Stück aufgebaut. Mehrere Ribosomen können gleichzeitig über die mRNA laufen, um Proteinketten aufzubauen. Wenn eine Proteinkette vollständig ist, wird das Proteinmolekül (allein oder mit Hilfe eines Anstandsdame) in eine aktive Form gefaltet. Manche Proteine ​​bestehen aus einem einzigen Polypeptid, andere aus mehreren. Hämoglobin besteht beispielsweise aus vier Polypeptidketten.

Die Informationsdichte der DNA ist durch Überlagerung deutlich größer. Ein extremes Beispiel dafür ist das DSCAM-Gen der Fruchtfliege, das die Wachstumsrichtung von . steuert Neuronen bestimmt. Dieses Gen hat mehrere Kassetten-Exons (Spleißen im Exon-Kassettenmodus), wodurch dieses Gen rechnerisch mehr als 38.016 verschiedene Proteine ​​produzieren kann. Im Vergleich dazu ist die Zahl der rund 18.000 Gene der Fruchtfliege relativ gering. Die Zahl der unterschiedlichen Proteine ​​wird also viel stärker durch das alternative Spleißen der Prä-mRNA bestimmt.

Der vollständige Satz von Genen eines Organismus heißt Genom.

Die geschätzte Anzahl der Gene im menschlichen Genom wurde nach unten korrigiert. Die bisherige Schätzung lag bei 27.000 bis 40.000 Genen, die neue Schätzung liegt bei 20.000 bis 25.000 Genen.^[1][2]

künstliches Gen

Ein künstliches Gen ist ein künstliches Gen, das in genetische Veränderung.

Genkonstrukt

EIN Genkonstrukt ist eine künstliche Kombination eines Gens mit a Promoter. Dadurch kann die Genexpression beliebig reguliert werden oder es kann beispielsweise gewählt werden, dass das Gen nicht mehr abgeschaltet werden kann, damit die Wirtszelle weiterhin ein bestimmtes Protein produziert.

Konzeptgeschichte

Die Bedeutung des Wortes Gen hat sich seit seiner ersten Einführung lange vor dem Zweiten Weltkrieg stark verändert. Ursprünglich war es hauptsächlich ein theoretisches Konstrukt, dessen Existenz auf der Grundlage der Beobachtungen einer Reihe von genetischen Experimenten postuliert wurde, wie erstmals veröffentlicht von Gregor Mendel.

Das Konzept eines Gens, der kleinsten Einheit, die eine erbliche Variante darstellt, wurde von Hugo de Vries der Mendels Werk damals wohl noch nicht kannte. Er nannte diese Einheit pangen (in Bezug auf Darwins Hypothese von Pangenese). De Vries ging davon aus, dass in der Praxis der Träger der erblichen Merkmale auf molekularer Ebene zu finden ist. De Vries' Wehen wurden später weitergegeben Wilhelm Johannsen abgekürzt Gen. Johannsen führte auch den Begriff ein Mutation, eine vermeintliche plötzliche Änderung der Eigenschaften eines Pangens. Später die plötzlichen Abweichungen bei seinen Experimenten mit dem große Nachtkerze jedoch keine Mutationen eines pan-Gens.^[3]

Nach der Entdeckung der Struktur der DNA „Gen“ wurde zum Wort für einen Teil des DNA-Moleküls, aus dem ein Chromosom existiert. Heute ist es noch komplizierter. Das Gen wird vielleicht am besten als eine natürliche Einheit erblicher Informationen verstanden.

Fußnoten