gen

gen

[gr. génos ‘ród’, ‘pochodzenie’, ‘gatunek’],

fragment DNA (lub u niektórych wirusów RNA) kodujący określone białko lub RNA.

W bardziej potocznym rozumieniu: gen jest odcinkiem DNA warunkującym wystąpienie określonej cechy organizmu, np. koloru oczu; geny są przekazywane potomstwu i decydują o wszystkich dziedzicznych właściwościach organizmu (dziedziczność). Większość genów eukariotycznych jest zlokalizowanych w jądrze komórkowym — w DNA chromosomów (chromosomy, chromosomowa teoria dziedziczenia); istnieją jednak geny zawarte w DNA mitochondriów i plastydów; u ssaków DNA mitochondrialny jest dziedziczony w linii matczynej, co powoduje segregację genów niezgodną z prawami Mendla (dziedziczenie pozachromosomowe); geny występują także u bakterii i wirusów, nie posiadających typowych chromosomów. Dzięki precyzyjnej replikacji DNA, geny wykazują znaczną stałość i przy podziałach komórkowych są przekazywane w postaci identycznych kopii komórkom potomnym, a przez komórki rozrodcze (gamety) kolejnym pokoleniom organizmów. Z niewielką, specyficzną dla danego genu i organizmu, częstością geny zmieniają się, czyli mutują, w wyniku czego powstają zmienione postacie pierwotnego genu, jego allele (o zmienionej sekwencji nukleotydów w DNA). W zależności od różnych efektów fenotypowych, od sposobu czy stopnia przejawiania się genu, rozróżnia się wiele ich kategorii, np. geny dominujące i recesywne (dominowanie, recesywność), geny epistatyczne i hipostatyczne (epistaza, hipostaza), poligeny itd. Z punktu widzenia mechanizmu działania genu rozróżnia się geny struktury (strukturalne), zawierające informację o syntezie białek, geny regulatorowe (regulatory), regulujące aktywność genu struktury. U prokariontów część kodująca polipeptyd jest jedną, ciągłą sekwencją nukleotydów w DNA wyznaczającą (od końca 5′ do końca 3′) sekwencje aminokwasów w polipeptydzie. U eukariontów część kodująca polipeptyd często jest nieciągła i składa się z odcinków kodujących, egzonów, przedzielonych odcinkami DNA niekodującymi — intronami; są to geny złożone, mozaikowe; w procesie transkrypcji tych genów zachodzi składanie RNA, w wyniku czego powstaje ciągły zapis w mRNA, pełniący w translacji funkcję matrycy do syntezy polipeptydu. Termin gen wprowadził 1909 W.L. Johannsen.