Скачать презентацию Митохондриальная генетическая система млекопитающих мт ДНК человека Скачать презентацию Митохондриальная генетическая система млекопитающих мт ДНК человека

5.ppt

  • Количество слайдов: 36

Митохондриальная генетическая система млекопитающих Митохондриальная генетическая система млекопитающих

мт. ДНК человека - 16569 н. 5122 A 5180 C 2171 G 4096 T мт. ДНК человека - 16569 н. 5122 A 5180 C 2171 G 4096 T Секвенирован в 1997 г.

3 с/ед цитохромоксидазы, цитохром b, 2 с/ед. АТФазы, 7 с/ед. NADH дегидрогеназы 2 р. 3 с/ед цитохромоксидазы, цитохром b, 2 с/ед. АТФазы, 7 с/ед. NADH дегидрогеназы 2 р. РНК 22 т. РНК = 37

Map of the genes of human mitochondrial DNA 12 S 16569 base pairs Peter Map of the genes of human mitochondrial DNA 12 S 16569 base pairs Peter J. Russell, i. Genetics: Copyright © Pearson Education, Inc. , publishing as Benjamin Cummings.

Model for mitochondrial DNA replication that involves the formation of a D loop structure Model for mitochondrial DNA replication that involves the formation of a D loop structure Peter J. Russell, i. Genetics: Copyright © Pearson Education, Inc. , publishing as Benjamin Cummings.

Human AUA Met CUN Leu UGA Trp AGA. AGG stop Yy. Yeast t Human AUA Met CUN Leu UGA Trp AGA. AGG stop Yy. Yeast t

Trp Не используются Считывание триплетов в мт происходит в соотв. с принципом Trp Не используются Считывание триплетов в мт происходит в соотв. с принципом "2 из 3“ Families 8 x 1 =8 Nonfamilies 5 х 2 =10 Остальные группы триплетов: AUN=3 (AUA -Met, AUG - f. Met, AUC, AUU - Ile) UAN=1 UGN=2 ∑ =24 ЦТ Thr Met 8 х 2 + 5 х2 + 3 +1 = 32 МТ 8 х 1 + 5 х2 + 3 +1 = 24 Phe, leu, ile, met, val, pro, ala, tyr, his, gln, asn, lys, asp, glu, cys, gly – 1 Thr, ser, trp, arg - 2

8+12+1+1=22 Human AUA Met CUN Leu UGA Trp AGA. AGG stop Yy. Yeast t 8+12+1+1=22 Human AUA Met CUN Leu UGA Trp AGA. AGG stop Yy. Yeast t

Митохондриальные заболевания Митохондриальные заболевания

Болезни, обусловленные делециями митохондриальной ДНК Синдром Кернса-Сейра Заболевание проявляется в возрасте 4 -18 лет Болезни, обусловленные делециями митохондриальной ДНК Синдром Кернса-Сейра Заболевание проявляется в возрасте 4 -18 лет Прогрессирующая наружная офтальмоплегия Пигментный ретинит Атаксия, интенционный тремор Атриовентрикулярная блокада сердца Повышение уровня белка в цереброспинальной жидкости более 1 гл "Рваные" красные волокна в биоптатах скелетных мышц Синдром Пирсона Дебют заболевания с рождения или в первые месяцы жизни Гипопластическая анемия Нарушение экзокринной функции поджелудочной железы Иногда возможно развитие энцефаломиопатий, атаксии, деменции, прогрессирующей наружной офтальмоплегии

Болезни, обусловленные точковыми мутациями митохондриальной ДНК (белки) Наследственная атрофия зрительных нервов Лебера Материнский тип Болезни, обусловленные точковыми мутациями митохондриальной ДНК (белки) Наследственная атрофия зрительных нервов Лебера Материнский тип наследования Дебют заболевания в возрасте 20 -30 лет Острое или подострое снижение остроты зрения на один или оба глаза Сочетание с неврологическими и костно-суставными нарушениями Микроангиопатия сетчатки Прогрессирующее течение с возможностью ремиссии или восстановления остроты зрения Синдром NAPR (невропатия, атаксия, пигментный ретинит) Материнский тип наследования Сочетание невропатии, атаксии и пигментного ретинита Задержка психомоторного развития Деменция Наличие "рваных" красных волокон в биоптатах мышечной ткани

Болезни, обусловленные точковыми мутациями митохондриальной ДНК (т. РНК) Синдром MERRF (миоклонус-эпилепсия, Болезни, обусловленные точковыми мутациями митохондриальной ДНК (т. РНК) Синдром MERRF (миоклонус-эпилепсия, "рваные" красные волокна) Материнский тип наследования Дебют заболевания в возрасте 3 -65 лет Миоклоническая эпилепсия, атаксия, деменция в сочетании с нейросенсорной глухотой, атрофией зрительных нервов и нарушениями глубокой чувствительности Лактат-ацидоз При проведении ЭЭГ обследования выявляются генерализованные эпилептические комплексы "Рваные" красные волокна в биоптатах скелетных мышц Прогрессирующее течение Синдром MELAS (митохондриальная энцефаломиопатия, лактат-ацидоз, инсультоподобные эпизоды) Материнский тип наследования Дебют заболевания в возрасте до 40 лет Непереносимость физических нагрузок Мигренеподобные головные боли с тошнотой и рвотой Инсультоподобные эпизоды Судороги Лактат-ацидоз "Рваные" красные волокна в биоптатах мышц Прогрессирующее течение

Митохондрии и старение Накопление ROS (Reactive Oxygen Species): Супероксид (О-2), Н 2 О 2 Митохондрии и старение Накопление ROS (Reactive Oxygen Species): Супероксид (О-2), Н 2 О 2 , НО

Mitochondrial DNA damage and aging. Loeb L A et al. PNAS 2005; 102: 18769 Mitochondrial DNA damage and aging. Loeb L A et al. PNAS 2005; 102: 18769 -18770 © 2005 by National Academy of Sciences

Митохондриальные генетические системы растений Митохондриальные генетические системы растений

Species Size (kb) Oenothera 195 Turnip 218 Corn 570 Muskmelon 2400 Species Size (kb) Oenothera 195 Turnip 218 Corn 570 Muskmelon 2400

Plant mt. DNA • варьирует по размеру от 200 до 2000 kb • организована Plant mt. DNA • варьирует по размеру от 200 до 2000 kb • организована в виде колец разного размера • содержит последовательности хлоропластной ДНК, что говорит об обмене генетическим материалом между органеллами • большая часть mt. DNA растений состоит из некодирующих последовательностей • Количество белков, закодированных в mt. DNA растений, больше, чем у грибов и животных(~ 50)

Species Master Circle Size Sub-genomic (kb) Circle Size (kb) Repeat Size (kb) Turnip 218 Species Master Circle Size Sub-genomic (kb) Circle Size (kb) Repeat Size (kb) Turnip 218 135 + 83 2 Cauliflower 217 172 + 45 ? Black Mustard 231 135 + 96 7 White Mustard 208 none Radish 242 139 + 103 10 Spinach 327 234 + 93 6

Recombination in mt. DNA of Arabidopsis thaliana. The mt. DNA contains a direct repeat Recombination in mt. DNA of Arabidopsis thaliana. The mt. DNA contains a direct repeat (I) and an inverse repeat (II). Recombination at the two repeats will change the gene order and also split up the genome into two separate molecules. (After Unseld et al. 1997. )

maize mitochondrial genome maize mitochondrial genome

Plant organelle RNA editing Post transcriptional C > U and less frequently U > Plant organelle RNA editing Post transcriptional C > U and less frequently U > C genomic coding strand 5’ ACG. . . unedited RNA 5’ ACG. . . edited RNA 5’ AUG. . edited c. DNA 5’ ATG. . . Occurs by enzymatic trans-amination Occurs in plastids and plant mitochondria (more frequently in mitochondria) Occurs primarily in coding sequences and improves overall conservation of predicted protein products Creates initiation codons ACG > AUG Creates termination codons CGA > UGA Removes termination codons UGA > CGA Changes amino acid coding CCA > CUA (P > L) Silent edits ATC > ATU Edit sites within the same gene vary among species. An edit site in one species may be “pre-edited” (ie correctly encoded) in the genomic sequence of another species

RNA editing occurs by enzymatic deamination from Rajasekhar and Mulligan Plant Cell 5: 1843 RNA editing occurs by enzymatic deamination from Rajasekhar and Mulligan Plant Cell 5: 1843

RNA editing improves conservation of the predicted protein (from Mulligan and Maliga 1998) RNA editing improves conservation of the predicted protein (from Mulligan and Maliga 1998)