Молекула ДНК из 100 п.н. Может кодировать

Молекула ДНК из 100 п.н. Может кодировать
4 в 100 степени белков
Гены находятся в доменах. Домены – это петли ДНК,
закрепленные на внутренней мембране ядра. В одной петле
одного до нескольких генов. Петли разграничены друг от
друга инсуляторами
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Эгоистическая ДНК
Саленсеры, энхансеры, инсуляторы, локус
контролирующие районы
Обеспечивает упаковку ДНК в хромосоме
Прикрепление хромосом к матриксу ядрa
Резервуар эволюции. Склад запчастей
Ремонт поврежденных генов
Тасование экзонов для образования новых
генов
Создает макрорельеф хромосом,
распознаваемый хромосомами одного вида
Экзон-интронная структура генов
У дрожжей – 4 % генома составляют
интрон в гене по одному интрону длиной
240-400 н
В геноме человека, мыши и крысы 90%
составляют интроны
В генах человека длина интронов в 22
раза превышает размеры экзонов. Ср
число интронов на ген = 6,7, в У- и Ххромосоме -10.
Геном – вся ДНК в гаплоидном наборе хромосом
С-парадокс – размер генома не соответствует уровню
организации, расположению на эволюционном древе
Геномы саламандры и лилии в 30 раз превышают
размер генома человека. У амебы в 200 раз больше ДНК,
чем у человека ( 600 млрд п.н. против 3,5 млрд п.н.)
У С. Elegans 1000 клеток , 19099 генов, 97 млн п.н.
У человека более 90% генома занято некодирующими
уникальными и повторяющимися последовательностями
Функции некодирующей ДНК не известны
При диминуции хроматина у циклопов она происходит
только в соматических клетках, но не в половых
Генетическая
карта хромосомы I
человека на основе
частот рекомбинаций
Форез рестрикционных фрагментов
Существуют семейства генов
В геноме человека около 1500 таких семейств
Разные члены семейства возникали в эволюции из
одного гена-предшественника путем дупликации
В семействе встречаются гены-тунеядцы - псевдогены
Метод микроэррей
(микрочипирование)
Схема микроэррея для определения экспрессии генов
Геном бактерий
Основной геном представлен нуклеоидом бактерий
– это компактная структура ДНК, свободная от рибосом
На внешеней части нуклеоида имеются вытянутые
участки –петли. Это транскрибируемые районы.
ДНК нуклеоида ассоциирована с гистоноподобными
белками HU, H-NS, IHF
К настоящему времени секвенировано около 100
геномов бактерий
Характеристика генома E.coli
Геномы ряда эукариот
Геномы эукариот
Основная часть генома в ядре, значительно
меньшая в митохондриях и хлоропластах
Ядерный геном распределен по хромосомам,
в которых ДНК находится в комплексе с белками,
т.е. в хроматине
Совокупность всех признаков набора хромосом - кариотип
Геном эукариот делится на 2 части –
уникальные последовательности и повторяющиеся
Уникальные включают гены и некодирующие участки
Хроматин
Соотношение ДНК и белка в хроматине
приблизительно одинаковое
Результатом взаимодействия ДНК с белками является
ее компактизация – сокращение длины в 10 000 раз
Эухроматин менее компактизован, чем гетерохроматин
Гетерохроматизация часто ассоциирована с
подавлением транскрипции
Иногда в области хроматина находят активно
экспрессирующиеся гены
Геном человека
Проект «Геном человека» стартовал в США в 1990 году,
руководитель ДЖ. Уотсон
В 1995 году эта программа объединяла 16 стран и более 1500
научных сотрудников, объединившихся в Международную
организацию HUGO – human genome organization
Крейг Вентер в 1998 году организовал коммерческую фирму
Celera genomics
26 июня 2001 г ( 100 лет после рождения генетики)
объявлено о черновом варианте генома человека.
90% генома прочтено грубо с ошибками
( 1 на каждую 1000 п.н.)
2003 г – окончательная версия генома человека
охватывает 99,9 %
Митохондриальный геном
Кольцевые и линейные ДНК
Высокая скорость накопления мутаций
Наследование по материнской линии
Для некодирующей части ДНК скорость мутаций равна
3 на 10 в минус 6 степени на сайт на поколение.
Наибольшая изменчивость в гене цитохром-с-оксидазы
Показано, что мДНК имеет характер chjck like, т.е.
характер часового механизма
Геном митохондрий
В клетке человека 100- 1000 митохондрий
16500 п.н. у человека 37 генов для 13
белковых цепей, 22 тРНК и 2 рРНК
Нет интронов, перекрывающиеся гены,
нет метилирования отклонения от универсального кода. Код митохондрий уникален
Мутаций в 10 раз больше, чем в ядерном геноме
Наследуются по женской линии
Уникальность кода – если два кодона имеют
два одинаковых нуклеотида, а третий
относится к одному классу ( пурин или
пиримидин, то они кодируют одну АМК
В универсальном коде есть два исключения
из этого правила –
АУА – изолейцин, а АУГ – метионин
в митохондриях оба кодируют метионин