Хотя вы, возможно, слышали, что люди говорят о гене рыжих волос, зеленых глаз или других характеристик, важно помнить, что гены кодируют белки, а не признаки. Хотя ваш генетический состав действительно определяет физические черты, такие как цвет глаз, цвет волос и так далее, ваши гены влияют на эти черты косвенно через белки, созданные с помощью ДНК.
Последовательность ДНК
Ваша ДНК несет информацию в последовательности пар оснований своих нуклеотидов. Эти биологические молекулы, строительные блоки ДНК, часто сокращаются по первой букве их названий: аденин (A), тимин (T), гуанин (G) и цитозин (C).
Типы и последовательность нуклеотидов в ДНК определяют типы и последовательность нуклеотидов в РНК. Это, в свою очередь, определяет типы и порядок аминокислот, входящих в состав белков. Конкретные трехбуквенные группы нуклеотидов РНК кодируют определенные аминокислоты. Комбинация TTT, например, кодирует фенилаланин аминокислоты. Регуляторные области гена также способствуют синтезу белка, определяя, когда ген будет включен или выключен.
Белки
В активных генах генетическая информация определяет, какие белки синтезируются и когда синтез включен или выключен. Эти белки складываются в сложные трехмерные структуры, чем-то напоминающие молекулярные оригами.
Поскольку каждая аминокислота имеет определенные химические характеристики, последовательность аминокислот определяет структуру и форму белка. Например, одни аминокислоты притягивают воду, а другие отталкиваются. Некоторые аминокислоты могут образовывать слабые связи друг с другом, а другие - нет. Различные комбинации и последовательности этих химических характеристик определяют уникальную трехмерную складчатую форму каждого белка.
Структура и функции
Структура белка определяет его функцию. Например, белки, которые катализируют (ускоряют) химические реакции, имеют «карманы», которые могут связывать определенные химические вещества и облегчать протекание конкретной реакции.
Вариации в коде ДНК гена могут изменить либо структуру белка, либо время и место его образования. Если эти изменения изменяют структуру белка, они также могут изменить его функцию. Например, одна специфическая мутация гемоглобина - белка, переносящего кислород, которого много в красных кровяных тельцах, - влияет на транспорт кислорода и вызывает серповидно-клеточную анемию.
Черты
Вариации в гене могут влиять на черты по-разному. Например, вариации белков, участвующих в росте и развитии, могут привести к различиям в физических характеристиках, таких как рост. Пигменты цвета кожи и волос вырабатываются ферментами, белками, которые катализируют химические реакции. Различия в структуре и количестве продуцируемых белков приводят к разному количеству пигмента кожи и волос и, следовательно, к разным цветам волос и кожи.