Існує кілька класифікацій генів. Наведемо дві класифікації, якими користується більшість вчених.
а. Одна з них постулює наявність в клітці двох типів генів.
1. Конститутивні гени.
Гени загальноклітинними функцій (їх ще називають конститутивні гени або гени "домашнього господарства) постійно знаходяться в активному стані. Їх активність в малому ступені заздрості від стану зовнішнього середовища (організму), тобто практично не регулюється. Ці гени кодують білки-ферменти, що беруть участь в життєво важливих для клітини метаболічних процесах. Наприклад, таких як гліколіз, ланцюг передачі електронів, синтез ДНК, амінокислот і т.д. По суті, ці гени повністю забезпечують життєдіяльність клітини.
Гени «розкоші» контролюють строго спеціалізовані, специфічні функції клітини. Оскільки клітина є складовою частиною складного організму, а це вже вищий рівень організації живого, ніж клітина. На організмовому рівні є власні системи життєзабезпечення, розвитку, розмноження, дихання і т.д. Тому будь-яка клітина організму має підтримувати не лише свої життєві потенції (які забезпечують Гени «домашнього господарства»), але і брати участь в життєдіяльності всього організму. Останнім і займаються спеціалізовані гени. Ці гени контролюють білки, які забезпечують функціонування фізіологічних систем організму - його захисних властивостей, процесів дихання, виділення, кровопостачання, травлення і т.д.). До таких генів відносяться гени, які контролюють синтез гемоглобіну, імуноглобуліну та ін. На відміну від генів «домашнього господарства» «гени розкоші» знаходяться під жорстким контролем організму і мають складний апарат регуляції.
б. Інша класифікація генів передбачає наявність двох типів генів:
1. Структурні гени.
2. Регуляторні гени.
Обидва типи генів транскрибують різні типи РНК.
Структурні гени Всі структурні гени транскрибують кілька видів РНК - іРНК, тРНК, рРНК і т.д. Залежно від типу синтезованих (або транскрібіруемих) на них РНК вони поділяються на:
- Гени, на яких синтезується іРНК. Таких генів близько 30 тисяч. Саме ці гени несуть інформацію про послідовність амінокислот в поліпептиди. Багато з них унікальні. Однак є гени мають копії. Як правило, число копій не перевищує двох.
- Гени, з яких транскрибується тРНК. Ці гени не несуть інформацію про структуру білка. Їх функція полягає в синтезі достатньої кількості тРНК здатних забезпечити транспорт амінокислот в рибосоми для синтезу білка. Число індивідуальних тРНК - близько 50. Стільки ж і типів генів, що кодують тРНК. Однак, загальне число генів тРНК значно більше. Це пов'язано з тим, що кожен ген, що кодує тРНК, представлений не в одному екземплярі, а повторюється безліч число раз.
- Гени, з яких транскрибируются рРНК. Ці гени, також як і попередні, не кодують структуру поліпептиду, а синтезують кілька різновидів РНК (на генах еукаріот синтезується три різновиди РНК). Однак число генів, що кодують рРНК, набагато більше трьох. Як і в попередньому випадку, це пов'язано з високою повторюваністю кожного типу гена.
Всі три типи гена об'єднує одне - всі вони є активними учасниками синтезу білка.
Чи не інформативні ділянки ДНК
Мал. 17. Схематичне розташування структурних генів в відрізку молекули ДНК хромосоми.
В одну групу ці гени об'єднує те, що вони регулюють активність структурних генів. В даний час поки немає визнаної усіма (або більшістю) дослідників класифікації цих генів. Найбільш проста класифікація поділяє всі відомі регуляторні гени на два типи:
- Гени, з яких транскрибируются регуляторні РНК. Вони не беруть безпосередньої участі в синтезі білка, а регулюють окремі сторони цього процесу (транскрипцію, процесинг і т.д.). Так, наприклад, відносно недавно відкритий новий клас регуляторних РНК, які назвали - малі ядерні РНК (мяРНК). Ці РНК мають невеликий молекулярний вагу. Їх кілька десятків, а й з кожним роком відкриваються нові. Дивним виявилося те, що
мяРНК мають ферментативну активність і беруть участь в різноманітних генетичних процесах, наприклад в процесі дозрівання РНК. Як ферменти вони отримали назву - рибозими. Т.обр. ця група генів несе інформацію про рібозімамі.
Так з'ясовано, що РНК транскрібіруемих з гена Н19 впливає на злоякісне переродження клітин. А РНК синтезується на гені HFF бере участь в метаболізмі заліза. В останньому випадку цікаво те, що РНК синтезується одночасно на обох нитках гена (на смисловий і антисмислової). Рибозим, синтезований на смисловий нитки, регулює синтез мРНК, яка транскрибується з протилежної (антисмислової) нитки.
- Гени, які несуть інформацію про структуру регуляторного білка. На них транскрибується іРНК. Цим вони схожі на структурні гени. Однак, є одна істотна відмінність - на цих генах кодується інформація про регуляторному білку, який бере участь в регуляції активності різних генетичних процесів (транскрипції, трансляції, реплікації, репарації та т.д.) протікають в клітині. Ці білки здатні взаємодіяти з регуляторними областями ДНК (наприклад з оператором) або зв'язуватися з РНК або ДНК-полімеразою. Білки носять різні назву, наприклад фактори транскрипції, трансляції, термінації та ін.
На відміну від цього іРНК транскрібіруемих на структурному гені контролює синтез білка, який є учасником клітинного метаболізму виступаючи в ролі ферменту, будівельного білка, білка-переносника і т.д. але ніяк не білка-регулятора.
В даний час деякі дослідники в цю ж групу відносять ділянки ДНК, на яких осідають регуляторні білки.
Наприклад, до таких генам вони відносять промотор (на ньому осідає РНК-полімераза), оператор (на ньому осідають регуляторні білки), термінатор (в деяких випадках на ньому осідає білки припиняють синтез іРНК) і т.д.