Ген считали единицей функции. В этом случае информация со структурного гена считывается и требуемый фермент образуется. Ранее считали, что кроссинговер может происходить только между генами и, таким образом, ген — это элементарная единица генетической рекомбинации. Во всех генетических исследованиях ген становится общепризнанной единицей наследственности.

Понятие «ген» возникло задолго до возникновения науки, его изучающей. Он сразу же образовал ключевое производное понятие «генотип» для обозначения наследственной конституции гамет и зигот в противоположность фенотипу. Среди генетиков было всеобщим убеждение в неделимости гена. Они представляли себе ген как единое целое, как последнюю элементарную единицу наследственности.

Получилось так, что единый ген может изменяться, давая целый ряд мутаций, связанных с изменениями определенного признака. С начала 30-х годов начался новый этап в изучении гена. Разработкой его строения была занята лаборатория А. С. Серебровского. Работы А. С. Серебровского, затем Н. П. Дубинина показали, что ген имеет значительно более сложное строение, чем предполагали раньше. Работы велись по изучению гена scute, локализованного в половой хромосоме дрозофилы.

Таким образом, ген оказался сложной системой, в которой мутации ведут к изменению лишь отдельных его частей. Дальнейшее развитие учения о строении гена связано с переходом методов генетических исследований с хромосомного на молекулярный уровень. В изучении природы гена особенно большое значение имели работы Бензера и ряда других исследователей, проведенные на бактериофагах и других объектах.

Однако было обнаружено, что изменения отдельных участков внутри сложного гена приводят к изменению его функции. Другие гены-модуляторы, по-видимому, лишены каких-либо иных генетических функций. Многие детали тонкой структуры гена остаются неизвестными.

Природа сигналов, регулирующих функцию генов, изучена у прокариот. Это белки, синтез которых контролируется особыми генами-регуляторами, действующими на гены-операторы. Субстрат присоединяется к репрессору и лишает его способности блокировать ген-оператор. По мере снижения его концентрации освобождаются молекулы репрессора, которые блокируют активность гена-оператора, что приводит к выключению оперона.

Описанные системы регуляции функции структурных генов носят приспособительный характер. Индукторами транскрипции многих структурных генов эукариот служат гормоны.

Ген как единица функционирования наследственного материала

В зрелых плазматических клетках эти гены разделены нетранскрибируемой вставкой длиной в 1000 пар нуклеотидов. Примером плейотропного эффекта гена у человека служит синдром Марфана.

Но уже в начале 30-х годов возникло сомнение в том, что ген неделим. Первым сигналом в этом отношении положило открытие множественных аллелей, или серии множественных аллелей. При генетическом анализе этих мутаций, скрещивании их друг с другом выяснилось, что в гетерозиготе они ведут себя частично как аллельные гены, а частично как мутации независимых локусов хромосом.

Можно предположить также, что в эволюции увеличилось число генов-операторов. Однако доказано, что рекомбинации происходят и внутри гена. Наименьшая единица рекомбинации названа реконом. Появление таких генов в эволюции имело большое значение. Согласно приведенной модели в транскрипте находится несколько структурных генов. Группа этих генов образует функциональный блок и называется опероном.