Гены внехромосомные

Плазмида — внехромосомный генетический элемент кольцевая самовоспроизводящаяся молекула ДНК используется в генной инженерии для переноса генов от донора к реципиенту. [c.191]

Современные достижения генной инженерии. Изучение механизмов передачи генов у бактерий и участия в этом процессе внехромосомных элементов открыло возможность включения чужеродной ДНК в бактериальные клетки. Генетические манипуляции позволяют вносить небольшие отрезки носителей генетической информации высших организмов, например человека, в бактерию и заставлять ее синтезировать соответствующие белки. Вполне осуществимо производство гормонов антигенов, антител и других белков с помощью бактерий. Делаются также попытки передать растениям способность к азотфиксации и лечить болезни, связанные с биохимическими дефектами. [c.19]

ПЛАЗМИДА, внехромосомный самовоспроизводящийся генетич. элемент (фактор наследственности) бактерий и нек-рых др. организмов. Представляет собой кольцевую двухцепочечную молекулу ДНК, закрученную в суперспираль (см. Нуклеиновые кислоты). Размеры П. необычайно широко варьируют-от 2 тыс. до неск. сотен тысяч пар оснований нек-рые из них содержат 1-3 гена, другие достигают 10-20% размера бактериальной хромосомы. [c.552]

Внехромосомные экспрессирующие векторы млекопитающих используются для изучения функций и регуляции генов млекопитающих. Кроме того, с их помощью могут быть получены аутентичные рекомбинантные белки, которые потенциально могут использоваться в медицинских целях для лечения некоторых заболеваний человека. Уже сконструированные экспрессирующие векторы млекопитающих весьма многочисленны, но все они обладают сходными свойствами и похожи на другие эукариотические экспрессирующие векторы. [c.149]

Плазмиды — внехромосомные факторы, несущие генетическую информацию. Путем трансдукции они могут переходить из клетки в клетку. Именно таким образом можно передавать признаки устойчивости к лекарственным препаратам у многих штаммов стафилококков. Материальным носителем генов в этом случае является плазмидная ДНК. [c.66]

Генная систематика. Основана на способности бактерий с гомологичными ДНК к трансформации, трансдукции и конъюгации, на анализе внехромосомных факторов наследственности — плазмид, транспозонов, фагов. [c.6]

Плазмиды — дополнительный внехромосомный генетический материал. Представляет собой кольцевую, двунитевую молекулу ДНК, гены которой кодируют дополнительные свойства, придавая селективные преимущества клеткам. Плазмиды способны к автономной репликации, т. е. независимо от хромосомы или под слабым ее контролем. За счет автономной репликахщи плазмиды могут давать явление амплификации одна и та же плазмида может находиться в нескольких копиях, тем самым усиливая проявление данного признака. [c.20]

Эти элементы были открыты благодаря их способности менять свое положение в геноме исчезать и появляться в новых местах хромосом. Присутствие такого элемента в локусе известного гена или вблизи него влияет на проявление данного гена. Эти элементы получили название контролирующих... Можно думать, что они представляют собой некую внехромосомную субстанцию, способную присоединяться к хромосоме и воздействовать на активность генетического субстрата в этом участке. Однако способы действия контролирующих элементов не подтверждают это предположение. Скорее они свидетельствуют о том, что контролирующие элементы являются компонентами хромосом и обладают таким большим количеством специфических активностей и способов их проявления, каким должны обладать гены... Транспозиции контролирующих элементов либо являются результатом какого-то еще неизвестного механизма, либо происходят во время процесса редупликации хромосомы и представляют собой его следствие. [c.457]

Изменения в относительном соотношении компонентов генома иногда происходят во время соматического развития. Хорошо известно, например, увеличение числа копий определенных генов у личинок насекомых. Благодаря возможности отбирать варианты клеток с увеличенным числом копий определенного гена показана случайная амплификация генов в культуре клеток млекопитающих. Инициируемое внутри генома событие амплификации способствует созданию дополнительных копий гена, которые существуют либо в составе хромосомы, либо в форме внехромосомных элементов. [c.490]

У многих бактерий обнаружены внехромосомные генетические элементы — плазмиды. Это кольцевые ковалентно замкнутые молекулы. ДНК, содержащие от 1500 до 40 ООО пар нуклеотидов, реплицирующиеся автономно как единое целое. К настоящему времени плазмиды описаны у 135 видов, принадлежащих более чем к 40 родам, располагающимся в разных группах Определителя бактерий Берги. Обычно о присутствии плазмид в бактериальной клетке судят по проявлению определенных признаков, которые присущи этим структурам, т. е. кодируются их генетическим материалом. К таким признакам относится устойчивость к некоторым лекарственным препаратам, способность к переносу генов при конъюгации, синтез веществ антибиотической природы, способность использовать некоторые сахара или обеспечивать деградацию ряда веществ. Большую группу составляют плазмиды с нерасшифрованными функциями такие плазмиды выявляют с использованием фи-зико-химических методов. [c.127]

Открытию транспозиции и других перестроек в ДНК в какой-то мере способствовали наши знания об удивительной способности последовательностей ДНК приспосабливаться. Чужеродную ДНК можно ввести в эукариотические клетки, где она выживает и может экспрессироваться. В некоторых случаях чужеродная ДНК остается внехромосомной, иногда она интегрируется в геном. Взаимоотношения между внехромосомными и геномными формами необычны и скорее зависят от случайных и в некоторой степени непредсказуемых событий, чем напоминают взаимный обмен между свободными и интегрированными формами бактериальных плазмид. Тем не менее процесс может привести к стабильному изменению в геноме. Например, ДНК, инъецированная в яйцеклетки животных, способна включаться в геном, наследоваться и функционировать. Благодаря этому оказывается возможным осуществлять весьма сложные манипуляции с последовательностями ДНК как в природных, так и в экспериментальных условиях. [c.490]

Рис. 38.9. Ген ( Ь/г может быть амплифицирован, в результате чего образуются дополнительные копии, которые могут быть внехромосомными (нестабильными) или хромосомными (стабильными).

Микроорганизмам (в частности — бактериям) удается так быстро приспосабливаться к условиям окружающей среды потому, что они ухитряются пользоваться общим набором генетической информации, распределенной между разными микроорганизмами. И когда нужно, один микроорганизм заимствует у другого гены, которые могут быть ему полезны. Конечно, это происходит ненамеренно. Например, плазмиды (внехромосомные элементы наследственности) распространяются в бактериальных популяциях за счет конъюгации (сближения клеток с образованием между ними мостика, по которому генетический материал переносится от одной клетки к другой). Плазмиды время от времени прихватывают с собой и генетический материал хромосом, расширяя тем самым [c.115]

Рис. 38.11.. Амплифицированные внехромосомные гены ( й/г приобретают форму двойных микрохромосом, которые видны в виде мелких белых точек.

Следовательно, изменения в состоянии клетки осуществляются благодаря однажды возникшим амплифицированным внехромосомным генам, а не благодаря исходным хромосомным копиям этих генов. При удалении метотрексата клеточная линия утрачивает свои двойные микрохромосомы. При повторной обработке реагентом нормальные гены амплифицируются, давая новую попу- [c.499]

Важнейшим методом селекции микроорганизмов является отбор мутантов, т. е. организмов с измененными наследственными признаками, которые появляются в результате мутаций. В самом широком смысле мутацию можно определить как внезапно возникающее наследуемое изменение в генетическом материале клетки. Следует различать мутации цитоплазматические, затрагивающие внехромосомные генетические детерминанты, и ядерные, или хромосомные. В свою очередь, хромосомные мутации можно разделить на три основных типа 1) изменение числа хромосом 2) изменение числа и порядка расположения генов (перестройки хромосом или структурные изменения) 3) изменения индивидуальных генов (внутригенные изменения, или мутации в наиболее узком смысле этого слова) (Ш. Ауэрбах, 1978). В селекции микроорганизмов основное значение имеют последние два типа мутаций. [c.70]

В отличие от бактерий в клетках эукариот внехромосомные, автономно реплицирующиеся генетические элементы типа бактериальных плазмид встречаются редко. Поэтому при конструировании векторов, способных реплицироваться и осуществлять экспрессию в клетках животных, чаще всего используют регуляторные генетические элементы вирусов животных или, в зависимости от задач, эукариотических генов домашнего хозяйства, а также генов, для которых характерна тканеспецифическая экспрессия. [c.133]

Наиболее часто используемый в генно-инженерных исследованиях процесс поглощения экзогенной ДНК бактериальными клетками, сопровождающийся приобретением ими новых генетических маркеров, называют генетической трансформацией [201]. В том случае, если бактериальные клетки захватывают ДНК бактериофагов и в результате происходит образование зрелых фаговых частиц, говорят о трансфекции фаговой ДНК. Поглощение экзогенной ДНК в процессе трансформации и трансфекции может осуществляться лишь компетентными клетками. Под компетентностью понимается такое состояние бактериальных клеток, при котором они способны сорбировать экзогенную ДНК на своей поверхности и поглощать ее, после чего экзогенная ДНК может быть интегрирована в бактериальную хромосому или существовать в виде внехромосомного элемента (эписомы, плазмиды). [c.143]

Чтобы из5 чить, как изменение структуры гена влияет на его экспрессию в клетках животных, необходимо использовать внехромосомные клонирующие векторы. Это обусловлено тем, что экспериментально почти невозможно добиться интеграции модифицированных форм гена в одну и ту же точку генома и исключить эффект положения гена. Частично этот вопрос удается решить, используя векторы на основе репликона вирусов SV40, полиомы, а также папилломы быка. Однако каждый из зтсазанных типов векторов имеет ограничения по спектру культур клеток, в которых они могут поддерживаться во внехромосомном состоянии. Поэтому возникла потребность в разработке дополнительных векторных систем, позволяющих клонировать и экспрессировать исследуемые гены внехромосомно в культивируемых клетках человека. [c.389]

Внехромосомные экспрессирующие векторы млекопитающих обычно применяют для синтеза гетерологичных белков, использующихся в научных или медицинских целях. Они представляют собой челночные векторы с сайтами инициации репликации вируса животных и Е. со//-плазмиды. Регуляторные элементы транскрипции обычно происходят из генома вируса животных или из геномов млекопитающих. Для отбора трансфицированных клеток используют доминантные селективные маркерные гены. Некоторые системы отбора основаны на введении в среду возрастающего количества цитотоксичного соединения и позволяют получать клетки, содержащие большое число копий вектора, что увеличивает выход чужеродного белка. [c.155]

Фактор F представляет собой кольцевую двухцепочечную молекулу ДНК с массой 45 10 Да. В качестве внехромосомного автономно реплицируемого элемента ДНК ее следует отнести к олаЗ Мидам. Эта молекула содержит гены, ответственные за процесс конъюгации, в том числе гены, детерминирующие особые структуры клеточной поверхности, например половые волоски, или F-пили (рис. 15.15), необходимые для конъюгации. По всей вероятности, они служат для взаимного узнавания при контакте между клеткой-донором и клеткой-реципиентом и делают возможным образование конъюгационного мостика, по которому ДНК переходит внутрь клетки-реципиента. Пока не ясно, происходит ли такая инъекция ДНК через сами Р -пили. [c.458]

Электронная микрофотография части внехромосомного ядрышка, выделенного из незрелой яйцеклетки (ооцитя) тритона. Хорошо видны элементы матрикса (Л/) типа ламповых щеток, разделенные участками осевой (О) цепи, лишенными матрикса. Осевая цепь представляет собой одетую белком двуспиральную ДНК. а тонкие нити элементов матрикса, лежащие перпендикулярно осевой цепи,— покрытые белком молекулы новообразующейся рибосомной РНК. транскрибирующейся с ДНК-матрицы поддействием РНК-полимеразы. ДНК-ось каждого матрикса состоит из гена, определяющего нуклеотидную последовательность соответствующей рибосомной РНК. транскрипция которой, по-видимому, протекает в направлении удлиняющихся перпендикулярных РНК-нитей. С одного гена одновременно транскрибируется около ста молекул РНК. [c.509]

У ряда низших эукариот наблюдается стабильная картина, когда гены, ответственные за синтез рРНК, располагаются во внехромосомных молекулах ДНК, причем на одно ядро приходится много копий такой ДНК. Пример такого рода, обнаруженный у D. dis oideum показан на рис. 23.5. В этом случае внехромосомная молекула представляет собой большой палиндромный димер, включающий две транскрипционные единицы с противоположной ориентацией, разделенные отрезком ДНК размером около 20 ООО п. н. Каждый внехромосомный димер также включает два 58-гена, хотя они и транскрибируются независимо от основной транскрипционной единицы. О механизмах наследования описанной молекулы ДНК известно очень немногое. [c.293]

При развитии некоторых животных возникает следующая ситуация, носящая временный характер. У многих видов животных во время оогенеза внезапно образуется большое число дополнительных рРНК-генов. Наиболее полно этот процесс был охарактеризован у X. laevis. Путем амплификации его хромосомных повторяющихся единиц образуются кольцевые внехромосомные молекулы ДНК, каждая из которых содержит много повторяющихся единиц. В отличие от хромосомных генов, где соседние повторяющиеся единицы могут иметь спейсеры разной длины, соседние единицы внехромосомных кольцевых молекул всегда имеют спейсеры одинаковой [c.293]

В отдельных случаях последовательность РНК служит предшественником геномной последовательности (ДНК). Вероятно, РНК должна была превратиться в двухцепочечную ДНК, которая затем внедрялась в геном с помощью события, напоминающего транспозицию. Прямое указание на существование такого пути получено при изучении ретровирусов, у которых такой путь представляет собой часть обычного инфекционного цикла. Структура некоторых псевдогенов и других последовательностей (включая членов семейства Alu) свидетельствует, что аналогичный путь может быть пройден клеточной последовательностью (достаточно редко). В обоих случаях внехромосомный элемент дает начало геномной последовательности. [c.490]

В тех хромосомах нестабильных клеточных линий, которые несут ген dhfr, изменений не обнаружено. Однако в этом случае установлено появление большого числа элементов, названных двойными микрохромосомами. Такие хромосомы видны на рис. 38.11. В типичной клеточной линии каждая двойная микрохромосома несет 2-4 гена dhfr. Двойные микрохромосомы, по-видимому, представляют собой самореплицирующиеся структуры, утратившие центромеры. В результате они не способны прикрепляться к митотическому веретену, сегрегируют нерегулярно и поэтому часто утрачиваются дочерними клетками. Несмотря на данное им название, в действительности двойные микрохромосомы представляют собой внехромосомные элементы. [c.497]

Поскольку все описанные на сегодняшний день упаковывающие MLV-клетки ведут свое начало либо от линий NIH3T3 либо от линии BALB/ ЗТЗ, рекомбинантную ретровирусную ДНК в них можно легко ввести путем трансфекции, используя стандартный метод кальций-фосфатной преципитации 34]. Непродолжительная, так называемая временная (transient), трансфекция может оказаться достаточной, чтобы получить вирусный препарат с низким титром (обычно 10—Ю /мл). Однако для достижения более высоких концентраций вируса необходимы стабильно трансформированные клеточные линии, экспрессирующие доминантный селективный маркер. Такие линии позволяют получать препараты вируса с титром Ю —10 инфекционных ед./мл. Титр вирусных препаратов, полученных путем временной трансфекции, можно повысить, если использовать гибридный ретровирусный вектор, содержащий полную область ранних генов вируса полиомы такая конструкция претерпевает в упаковывающих клетках мультикопийную внехромосомную репликацию [35]. [c.288]

Продолжительная селекция на устойчивость к метотрексату позволила выделить как стабильные, так и нестабильные по этому признаку линии клеток. Какова пе.р-воначальная ступень в амплификации гена На первых ступенях отбора большинство или все резистентные клетки проявляют нестабильность. Образование внехромосомных копий явно представляет собой более частое событие, чем амплификация внутри хромосомы. Мы не знаем, происходит ли внутрихромосомная амплификация менее часто как процесс, происходящий de novo, или она связана с внехромосомной амплификацией, являющейся промежуточной ступенью процесса. Из-за неправильной сегрегации двойных микрохромосом увеличение числа копий может происходить относительно быстро в тех случаях, когда при каждом делении отбираются клетки, содержащие больше, чем положено, копий генов dhfr. Такие клетки возникают и отбираются в ответ на возросшие уровни метотрексата. Поведение двойных микрохромосом объясняет ступенчатую эволюцию признака mtx и нерегулярные колебания в уровне генов в нестабильных линиях. [c.498]

Внехромосомная локализация (двойные микрохромосомы) с амплифицированными генами dhfr [c.498]

Мы знаем, что их образование не связано с утратой исходной копии хромосомы. Одна из возможностей представлена на рис. 38.12. Показано, что вблизи генов dhfr инициируются дополнительные циклы репликации. Благодаря какому-то рекомбинационному событию из хромосомы высвобождаются внехромосомные копии. В зависимости от природы такого события может образовываться внехромосомная молекула ДНК, содержащая одну или несколько копий. Если двойные микрохромосомы содержат кольцевые ДНК, рекомбинация между ними в любом случае будет приводить к образованию мультимерных молекул. [c.498]

Рафф и Малер предполагают, что внеядерный геном происходит от внехромосомных геномов (плазмид и эписом), ко- [c.198]

Например, было установлено (Lipman,Maizel,1982), что кодирующие области внехромосомной ДНК эукариот имеют (при фиксированной величине R) большее значение D1 и меньшее D2, чем кодирующие области ДНК прокариот, бактериофагов, вирусов и хромосом эукариот. Это говорит о том, что внехромосомные гены менее сбалансированы по нуклеотидному составу, и соседние нуклеотиды в них менее з.ависимы, чем в генах других типов ДНК. Другой результат, отмеченный теми же авторами, заключается в том, что эукариотические кодирующие последовательности, не содержащие интронов имеют (также при фиксированном значении R) большую величину D1 и меньшую величину D2, чем кодирующие последовательности эукариот, включающие интроны. Это в известной мере является неожиданным, так как свидетельствует о том, что в интронах наблюдаются корреляции соседних нуклеотидов, причем более сильные, чем в экзонах. [c.78]

Трансдуцироваться могут и внехромосомные генетические элементы. Механизмы трансдукции плазмид несколько отличаются от механизмов трансдукции хромосомных генов. В целом фаги могут трансдуцировать любые плазмиды, но частота их трансдукции обычно ниже, чем хромосомных маркеров. Вероятно, кольцевую плазмидную ДНК упаковать труднее, чем отдельные линейные фрагменты. Поскольку перенос цельных плазмид подчиняется общим законам трансдукции, размер пакуемой ДНК должен быть равен геному фага. Если плазмида меньше, то для достижения соответствующего размера она должна быть достроена . Возможны несколько способов такой достройки за счет других плазмид за счет фаговой ДНК за счет полимеризации плазмиды. [c.100]

Выделено много вставок (включений, инсерций) Тп/6 , о которых известны лишь их положения на карте, но неизвестны те гены, которые мутировали в результате вставки транспозона. Большинство их выделено как вставки вблизи какого-нибудь исследуемого гена (см. эксперимент 2). Чтобы можно было обозначать вставки ТпЮ в соответствии с их положением на карте и тогда, когда остается неизвестным, в каком именно гене произошла вставка, сделанное ранее Хонгом и Эймсом (Hong, Ames, 1971) предложение было видоизменено. Все такие вставки обозначают символом из трех букв, который начинается с буквы г. Вторая и третья буквы символа обозначают приблизительное положение вставки на карте в минутах. Вторая буква обозначает тот сегмент длиной 10 мин, в который попадает вставка. Сегменты эти нумеруются по часовой стрелке от минуты О (а = 0—10, Ь=10—20, с = 20—30 и т. д.). Третья буква точно таким же образом обозначает уже минуты карты внутри этих сегментов длиной в 10 мин. Например, вставка ТпЮ, локализованная вблизи гена hisW между минутами 47 и 48 генетической карты, обозначается как zeh-754 ТпЮ вставка ТпЮ вблизи локуса his на 44-й минуте обозначается как zee-2 Тп/6 . Номера аллелей приписываются таким вставкам последовательно независимо от второй и третьей букв символа. Таким образом, если более точное картирование приведет к необходимости изменить трехбуквенный символ вставки, то номер вставки все равно не изменится. В соответствии с этим правилом используются обозначения от zaa до zjj. Для обозначения вставок во внехромосомных элементах мы используем буквы zz, за которыми следует буква, обозначающая внехромосомный элемент. Символом zzf обозначаются вставки в плазмиде F. [c.13]

Для получения небольшого количества рекомбинантных белков и контроля функциональной целостности генно-инженерных конструкций кроме вышеупомянутого подхода часто применяют временно экспрессирующиеся векторы, которые обладают способностью к репликации в культивируемых клетках OS во внехромосомном состоянии. В этом случае источником рекомбинантных белков являются супернатанты клеток. При другом подходе рекомбинантные белки синтезируют в культивируемых клетках насекомых после их заражения векторами на основе генома бакуловирусов. Последний подход становится все более популярным, так как допускает стабильную экспрессию многих рекомбинантных генов, продукты которых могут находиться как внутри клеток, так и в ассоциированном с поверхностью клеток состоянии, или они могут секретироваться в культуральную жидкость. [c.175]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология