Когда генетика только зарождалась, ученые думали что каждый ген несет только один признак. Но позже выяснилось, что гены очень тесно взаимодействуют между собой образуя генные сети. Такие енные сети работают совместно, передавая информацию друг другу, полностью контролируя всю деятельность организма, регулируя все процессы.

 

Понятие "генные сети" ввели в середине 20 века Кауфман и Ратнер.

 

Генные сети - это группы тесно  взаимодействующих между собой генов, слаженно работающих, которые контролируют  фенотипические признаки организмов и систем по информации, которая закодированна в геноме.  Генные сети и ихи структуру в настояшее время занимается наука биоинформатика.

 

 

1) ядро генной сети -т.е. те экспресирующиеся гены, которые координируют работу других генов
2) белки, кодируемые этими генами (выполняющие как опрделенные структурные, транспортные, биохимические, таки регуляторные функции)
3) положительные и отрицательные обратные связи, стабилизирующие параметры генной сети на определенном уровне, или наоборот, отклоняющие их от исходного значения.
4) низкомолекулярные соединения (метаболиты и др.) и различные внешние сигналы, обеспечивающие переключение состояний генной сети.

 

Генные сети имеют некоторые характерные особенности в организации, например, способность к саморегуляции за счет замкнутых регуляторных контуров с отрицательными и положительными обратными связями. Молекулярной основой таких регуляторных контуров, которыми обладают генные сети, являются сайты-мишени на ДНК, РНК, белках, с которыми может генные сети взаимодействуют, а также некоторые внешние регуляторные факторы.

Генные сети некоторых  процессов содержат десятки тысяч взаимодействующих элементов (генов, белков, метаболитов). Глобальные генные сети даже микроорганизмов например, бактерии E. Coli (кишечная палочка) имеют до 4000 генов и еще больше белков и метаболитов, которые все взаимодействуют между собой сложным образом.  Генные сети настолько сложны по своей структуре, для для описания метаболических процессов E. Coli понадобилось 945 переменных, а с учетом генетической регуляции нужно на порядки больше. Генные сети животных и человека намного  сложнее. Наш организм состоит из миллиардов клеток, а в каждой клетки содержится геном, который содержащий 25 000 генов - все это делает генные сети чрезвычайно сложными для изучения.

 

Чтобы изучеть генные сети, анализировать, систематизировать и обобщить все информацию о них, требуется очень масштабные теоритические и компьютерные резурсы и качественно продуманные исследования. Это нужно для понимания организации,  механизмов взаимодействия, влиния мутаций на генные сети. На сегодняшний день самым популярным методом в исследовании генных сетей является математическое и компьютерное моделирование.

Ученые, которые изучают генные сети, парралельно должны знать и многие другие науки - биоинформатику, генетику и геномику, физику, биохимию, и многие другие. Они надеются, что изучив более детально генные сети, можно будет создать новые лекарства, узнать новые методы лечения болезней.