ЛЕКЦІЯ 13 ТЕМА Віруси плазміди і транспозони

ЛЕКЦІЯ № 13 ТЕМА: Віруси, плазміди і транспозони ПЛАН: 1. 2. 3. 4. 5. Типи вірусних геномів Реплікація РНК- та ДНК-вірусів Життєвий цикл вірусів Траспозони Плазміди

1. Типи вірусних геномів

2. Реплікація РНК- та ДНК-вірусів ДНК віруса SV 40 Термінальний білок Синтез вірусних білків РНК-залежна РНКполімераза + - + + + РНК вірусу везикулярного стоматиту (ланцюг) + РНК + бактеріофага R 17 (+ланцюг) - + + + ДНК аденовіруса + ДНК бактеріофа га ф. Х 174 Термінальний білок + ++ + Синтез вірусних білків + - -- -

Транскрипція вірусного геному ДНК іРНК білок - ланцюг РНК іРНК білок РНК + ланцюг РНК білок Retro. РНК ДНК РНК білок

3. Життєвий цикл вірусів Бактеріальна клітина Хромосома клітини-господаря Бактеріофаг лямбда Прикріплення до клітини та уведення у неї ДНК Утворення кільцевої форми ДНК Включення ДНК бактеріофага у хромосому клітини-господаря Індукція Клітинний поділ Швидка реплікація вільної вірусної ДНК та її упаковка у вірусні частки Інтегрована вірусна ДНК розмножується разом із хромосомою господаря, утворюються нові копії інтегрованої вірусної ДНК Лізогенний шлях Синтез вірусних білків, необхідних для утворення нових вірусів Лізис клітини вивільнює велику кількість вільних вірусних часток Літичний шлях

Зворотна транскриптаза Включення ДНК копії в хромосому хазяїна ДНК, яка включилася ДНК Зворотна транскриптаза спочатку утворює подвійну спіраль ДНКРНК, а потім подвійну спіраль ДНК-ДНК РНК Зворотна Оболонка транскриптаза Капсід РНК ДНК РНК Транскрипція РНК-копії Трансляція Білок капсиду Проникнення у клітину та втрата мембранної оболонки + Білок мембранної оболонки + Зворотна транскриптаза Збірка нових вірусних часток, які містять зворотну транскриптазу

Результати вірусної інфекції клітини НК віруса в клітині інтеграція в геном плазміда латен-тна пухлина тна інфекція -ція продуктивна інфекція лізис виділення без лізису

4. Транспозони - це мобільні генетичні елементи, що зазвичай мають довжину близько 2500 -7000 н. п. , представлені в геномі в основному родинами диспергованих повторів. Розрізняють два класи транспозонів: Клас 1 включає ретротранспозони, які переміщуються по геному шляхом зворотної транскрипції з їх РНК; Клас 2 - ДНК-транспозони, які переміщаються шляхом прямого вирізання та вставки з використанням кодованого транспозоном ферменту транспозази.

4. Транспозони Переміщення ДНК-транспозону з однієї ділянки хромосоми в іншу транспозон ДНК, кодуюча транспозазу хромосома Короткі інвертировані повтори транспозаза Перший етап процесу транспозиції

4. Транспозони Переміщення ДНК-транспозону з однієї ділянки хромосоми в іншу А транспозон Хромосомна ДНК Утворення білкового комплексу білок Складний ланцюг подій в результаті яких включений в хромосому елемент реплікується і з’являється в новій ділянці хромосоми Відокремлення білка Нова включена в хромосому копія транспозону Б

4. Транспозони Життєвий цикл ретротранспозону ретротанспозон РНК-полимераза РНК-транскрипт Зворотна транскрипція ДНК Інтеграція в нове місце

4. Транспозони Еволюція геномів прискорюється транспозуючими елементами Хромосома 123456789 транспозон ABCDEF Вбудовування транспозону в новий сайт 123456 ABCDEF 56789 на хромосомі Зміни, що виникли внаслідок вбудовування Дуплікація траснпозона сайта-мішені 123456 A 56789 1234566556789 1256789 або Неповне виключення транспозону або При точному виключені Виключення при якому залишається дуплікована відбулася інверсія додаткового сайтаділянка мішені Виключення при якому відбулася делеція

Накопичення мобільних елементів в геномах Мобільні елементи накопичуються в геномах. Вони стають структурними елементами. Частина геному, що складається з мобільних елементів: - у нематод ~ 10% геному; - У риб ~ 15% геному; - у курки ~ 23% геному; - людини ~ 60% генома з них 57% -ретроелементи. У вищих рослин до 90% генома може складатися з ретроелементів.

5. Плазміди Плазміда - кільцева позахромосомна ДНК, здатна до автономної реплікації 1 2 Хромосомна ДНК (1) і плазміди (2) в бактеріальній клітині

5. Плазміди є майже у всіх бактерій. Є F-плазміди, які містять інформацію, що забезпечує їх власне перенесення з однієї клітини в іншу, R-плазміди з генами стійкості до антибіотиків, Плазміди деградації мають гени відповідальні за утилізацію незвичайних метаболітів. Їх розміри від 1 до 500 т. п. н. Плазміди беруть участь у захисті від бактеріофагів та усуненні конкурентів шляхом синтезу бактеріоцинів.

6. Плазміди Технологія рекомбінантних ДНК Донорна ДНК Клонуючий вектор Ферментативне розщеплення Потрібна послідовність Векторна ДНК Вбудовування вирізаного фрагмента ДНК у вектор Вбудовування рекомбінантної ДНК в клітину-господаря Відбір клітин з клонованим геном Клітинагосподарь Білок Синтез білка, що кодується клонованим геном