Цистрон в генетике: определение, связь с геном и роль в цис-транс тесте. Объяснение концепции и исторического контекста терминологии в молекулярной биологии.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Регион ДНК, соответствующий гену, как определено комплементационным тестом.
Region of DNA equaling a gene as defined by complementation test
Цистрон – это участок ДНК, концептуально эквивалентный некоторым определениям гена, в связи с чем эти термины могут быть синонимами с определенных точек зрения, особенно применительно к молекулярному гену в отличие от менделевского гена. Вопрос о том, какой отрезок ДНК (то есть, какой размер сегмента ДНК) представляет собой единицу отбора, определяет, являются ли цистроны тем же самым, что и гены. Термин "цистрон" используется для подчеркивания специфического поведения молекулярных генов в комплементационном тесте (цис-транс тесте); различные позиции (или локусы) в геноме являются цистронными.
A cistron is a region of DNA that is conceptually equivalent to some definitions of a gene, such that the terms are synonymous from certain viewpoints, especially with regard to the molecular gene as contrasted with the Mendelian gene. The question of which scope of a subset of DNA (that is, how large a segment of DNA) constitutes a unit of selection is the question that governs whether cistrons are the same thing as genes. The word cistron is used to emphasize that molecular genes exhibit a specific behavior in a complementation test (cis trans test); distinct positions (or loci) within a genome are cistronic.
История
Слова "цистрон" и "ген" были введены до того, как прогресс в биологии прояснил для многих, что понятия, которые они обозначают, по крайней мере в некоторых значениях слова "ген", либо эквивалентны, либо очень близки. Та же историческая практика именования ответственна за множество синонимов в биологических науках. Термин "цистрон" был предложен Сеймуром Бензером в статье под названием "Элементарные единицы наследственности". Цистрон определялся оперативным тестом, применимым к большинству организмов, который иногда называют цис-транс тестом, но чаще – тестом комплементации. Ричард Докинз в своей влиятельной книге "Эгоистичный ген" выступает против того, чтобы цистрон считался единицей отбора и лучшим определением гена. (Он также выступает против группового отбора.) Он не отрицает существование цистронов или их элементарность, а скорее возражает против идеи, что естественный отбор действует на них; он утверждает, что это было так в более ранние периоды развития жизни, но сейчас уже нет. Он определяет ген как более крупную единицу, которую другие теперь могут называть кластерами генов, как единицу отбора. Он также определяет репликаторы, более общие, чем цистроны и гены, в рамках этого генно-центрированного взгляда на эволюцию.
The words cistron and gene were coined before the advancing state of biology made it clear to many people that the concepts they refer to, at least in some senses of the word gene, are either equivalent or nearly so. The same historical naming practices are responsible for many of the synonyms in the life sciences. The term cistron was coined by Seymour Benzer in an article entitled The elementary units of heredity. The cistron was defined by an operational test applicable to most organisms that is sometimes referred to as a cis trans test, but more often as a complementation test. Richard Dawkins in his influential book The Selfish Gene argues against the cistron being the unit of selection and against it being the best definition of a gene. (He also argues against group selection.) He doesn't argue against the existence of cistrons, or their being elementary, but rather against the idea that natural selection selects them; he argues that it used to, back in earlier eras of life's development, but not anymore. He defines a gene as a larger unit, which others may now call gene clusters, as the unit of selection. He also defines replicators, more general than cistrons and genes, in this gene centered view of evolution.
Определение
Определяя цистрон как сегмент ДНК, кодирующий полипептид, структурный ген в транскрипционной единице может быть моноцистронным (преимущественно у эукариот) или полицистронным (преимущественно у бактерий и прокариот). Например, предположим, что мутация в определенной позиции хромосомы отвечает за изменение рецессивного признака у диплоидного организма (где хромосомы существуют парами). Мы говорим, что мутация рецессивна, потому что организм будет проявлять фенотип дикого типа (обычный признак), если только обе хромосомы пары не несут мутацию (гомозиготная мутация). Аналогично, предположим, что мутация в другой позиции, , отвечает за тот же рецессивный признак. Позиции и считаются находящимися в пределах одного цистрона, когда организм, имеющий мутацию в позиции на одной хромосоме и мутацию в позиции на парной хромосоме, проявляет рецессивный признак, даже если организм не является гомозиготным ни по одной из этих мутаций. Если же вместо этого проявляется признак дикого типа, то считается, что позиции принадлежат к различным цистронам/генам. Иными словами, мутации в одном и том же цистроне не комплементируют друг друга, в то время как мутации в разных цистронах могут комплементировать друг друга (см. эксперименты Бенцера с бактериофагами T4 в системе T4 rII). Например, оперон – это участок ДНК, который транскрибируется для создания непрерывного сегмента РНК, но содержит более одного цистрона/гена. Оперон называется полицистронным, а обычные гены – моноцистронными.
Defining a Cistron as a segment of DNA coding for a polypeptide , the structural gene in a transcription unit could be said as monocistronic(mostly in eukaryotes) or polycistronic (mostly in bacteria and prokaryotes). For example, suppose a mutation at a chromosome position is responsible for a change in recessive trait in a diploid organism (where chromosomes come in pairs). We say that the mutation is recessive because the organism will exhibit the wild type phenotype (ordinary trait) unless both chromosomes of a pair have the mutation (homozygous mutation). Similarly, suppose a mutation at another position, , is responsible for the same recessive trait. The positions and are said to be within the same cistron when an organism that has the mutation at on one chromosome and has the mutation at position on the paired chromosome exhibits the recessive trait even though the organism is not homozygous for either mutation. When instead the wild type trait is expressed, the positions are said to belong to distinct cistrons / genes. Or simply put, mutations on the same cistrons will not complement; as opposed to mutations on different cistrons may complement (see Benzer's T4 bacteriophage experiments T4 rII system). For example, an operon is a stretch of DNA that is transcribed to create a contiguous segment of RNA, but contains more than one cistron / gene. The operon is said to be polycistronic, whereas ordinary genes are said to be monocistronic.