Лекция 10 Организация генетического материала вирусов прокариот и

Лекция 10. Организация генетического материала вирусов, прокариот и эукариот.

Генетический материал клеточных организмов (ДНК) вирусов (ДНК или РНК) хромосомная экстрахромосомная мобильные генетические элементы

Организация хромосом эукариот n n n линейные молекулы ДНК преобладание А-Т пар линейное расположение генов много репликонов нет оперонов регуляторные последовательности ДНК-повторы и сателлитная ДНК хроматин складчато-петлевая модель структуры хромосом эухроматин и гетерохроматин политенные хромосомы типа ламповых щеток

Хроматин ДНК (33 -45%) РНК (? ) белки неструктурные негистоновые (Н 1, Н 2 А, Н 2 В, Н 3, Н 4)

нуклеосома 11 нм, 200 п. н. , 146 п. н. 1, 5 -1, 75 оборота ДНК гистоновые белки: консервативны имеют малые размеры положительно заряжены (аргинин в Н 3 и Н 4, лизин в Н 1, Н 2 А, Н 2 В)

Гетерохроматин Эухроматин конденсированное состояние в интерфазе деконденсированное состояние транскрипционно неактивное состояние генетически активен поздняя репликация ранняя репликация различия в мишенях для метилирования и ацетилирования гистонов преобладание А-Т пар, много повторов преобладание G-C пар, мало повторов Гетерохроматин: n конститутивный (структурный) - существует постоянно в течение всего клеточного цикла, инертен n факультативный - образуется в определенные моменты времени в определенных местах, периодически активен

Политенные хромосомы Бальбиани n возникают в результате множественных раундов репликации ДНК исходных хроматид, не сопровождающейся их расхождением n простейшие, насекомые, растения. n

Хромосомы типа ламповых щеток n n частично деспирализирующиеся и образующие боковые петли, приобретая характерный вид "ламповых щеток" , свойственный хромосомам, активно осуществляющим синтез РНК в овоцитах большинства позвоночных и сперматоцитах некоторых насекомых

Нуклеоид прокариот Плазмиды прокариот Мтх ДНК кольцевая (обычно) или линейная молекула ДНК без белков (? ) кольцевая (обычно) или линейная молекула ДНК без белков кольцевая (обычно) молекула ДНК без белков преобладание G-С пар монорепликон опероны по одному промотору в каждой из цепей малое число регуляторных последовательностей линейное расположение генов Е. coli: 1, 3 мм, 4· 106 п. н. , 3 -4 тыс. генов: «гены домашнего хозяйства» от нескольких тысяч до сотен тысяч п. н. «гены роскоши» Человек: 16569 п. н. , 37 генов (13 м. РНК, 22 т. РНК, 2 р. РНК)

Плазмиды Rep Tra «чистые» факторы переноса Rep Tra R и др. конъюгативные коинтегративные Трансмиссивные (конъюгативные) и нетрансмиссивные (неконъюгативные) плазмиды Tra, Col, R, Ent и т. д. Криптические - плазмиды , не проявляющеся в фенотипе клеток Эписомы – плазмиды, способные существовать как интегрированные хромосомы, так и как автономные структуры

ДНК митохондрий n n n эндосимбтотическая теория Л. Маргулис и др. м. РНК не КЭПируется поли. А – 55 нуклеотидов отсутствие сплайсинга (у человека) разница в смысле 4 кодонов по сравнению с ядерным генетическим кодом нет повторов слабая репарация не метилируются не рекомбинируют гетероплазмия интеграция части генов в хромосомы ядра другие рибосомы

Организация генетического материала вирусов ДНК-содержащие вирусы парвовирусы М 13 герпесвирусы SV 40, папиломовирусы оспа аденовирусы гепатит В

n РНК-содержащие вирусы полиомиелит, ВИЧ, краснуха, гепатиты реовирусы n РНК-вирусы с позитивным (+) геномом (РНК вируса соответствует по структуре м. РНК) n РНК-вирусы с негативным (-) геномом (РНК вируса комплементарна м. РНК) n организация генетического материала вируса соответствует таковой клетки-хозяина

Расположение генов вирусов n линейное n перекрывание n один ген внутри другого

Ретровирусы РНК-вирусы (+) диплоидные РНК + обратная транскрипция STR структурные гены: gag - нуклеокапсид pol - ревертаза еnv - капсид РНК + ДНК репликация ДНК + ДНК -

Мобильные генетические элементы n n n n линейные фрагменты ДНК несут гены транспозиции способны к внутри- и межхромосомным перестройкам интегрируют в ДНК с удвоением сайтов-мишеней биологические мутагены и причина непостоянства генома могут изменять активность генов часто не способны к автономной репликации эгоистическая ДНК

Мобильные генетические элементы прокариот IS (insertion sequensis) - элементы до 2000 п. н. ITR (inverted terminal repeats) Tn – элементы, транспозоны IS IS более 2000 п. н. IS и Tn перемещаются с помощью собственных транспозаз Фаг и -подобные фаги. Транспозиция: репликативная и нерепликативная

Мобильные генетические элементы эукариот I. Классические. ITR (воспроизводятся через репликацию) 1. контролирующие элементы кукурузы 2. Р-элементы Drosophila. 2907 п. н. , кодирует транспозазу. Гибридный дисгенез. II. Ретротроэлементы (воспроизводятся через прямую или обратную транскрипцию) 1. 2. LTR – транспозоны (ретротранспозоны) LINE – ретропозоны, длинные диспергированные повторы (без LTR, не способны к внеклеточному существованию), более 5000 п. н. , в т. ч. L 1 3. SINE – ретропозоны, короткие диспергированные повторы (LTR), 100 -400 п. н. , в т. ч. АLu - последовательности