Гены организация в геноме

Глава 21 СТРУКТУРНЫЕ ГЕНЫ ОРГАНИЗАЦИЯ РОДСТВЕННЫХ ГЕНОВ [c.268]

Несколько сходная организация генов обнаружена в Т четном фаге, в фаге. ТТ-и в других бактериофагах. [c.261]

Гилберт первым обратил внимание на то, что эти недостатки в организации генов эукариот, из-за которых они, по всей видимости, должны сильно уступать прокариотам в точности белкового синтеза, могут обернуться огромными преимуществами в эволюции. Судите сами большая чувствительность к малым изменениям в ДНК и возможность одновременного синтеза зрелых РНК с совершенно различными последовательностями нуклеотидов — все это может обеспечить искомое. А именно испытание самых разных новых вариантов без полного отказа от старого. Это значило бы, что высшие организмы обладают тем механизмом изменчивости и отбора, которого так не хватало для примирения генетики и теории эволюции. [c.80]

Этот фаг был излюбленным объектом изучения в фаговой группе, собранной в свое время Дельбрюком. Когда возникла молекулярная биология, он стал, вместе со своей клеткой-хозяйкой (кишечной палочкой), главным полигоном для изучения репликации, транскрипции, организации генов. [c.115]

Структурные гены организация родственных генов [c.269]

Организация генов в эукариотической ДНК и в структурном, и в функциональном отношении гораздо сложнее. В ДНК мыши, например, были обнаружены фрагменты, присутствующие в ней во множестве копий. Когда попытались [c.882]

Применение химического мутагенеза в рассмотренных и некоторых других системах естественного отбора является, наряду с решаемыми важными экспериментальными задачами, новым прямым средством изучения роли мутаций в эволюции. Принципиальное решение общей генетической проблемы значения мутаций в эволюции обещает получить экспериментально не только большую количественную определенность, но также теоретически важные заключения. Созидательное значение естественного отбора проявляется только при наличии дискретной генной организации. [c.33]

На этом же основании можно допустить, что возникшие на нуклеопротеиновом уровне генетические формы измерения отвечают более прогрессивным топологическим формам, хотя приоритет введения топологических форм принадлежит, конечно, нуклеиновым генам. Топология очень рано отделяет, по-видимому, дифференцировку генетического состояния от неорганической и органической химии, а в ходе генетической эволюции топологические формы меняются по преимуществу от низших в направлении к высшим. Топологические условия линейной генной организации лепят массивную генетическую форму без интерференции с массивными химическими полимерами. [c.34]

Книга американского автора представляет собой фундаментальное руководство по молекулярной биологии и генетике, содержащее четкое, полное и ясное изложение современных представлений о структуре генов, организации генома про- и эукариот, механизме синтеза белка и регуляции экспрессии генов, а также [c.4]

Следовательно, картирование на уровне тонкой структуры возможно только у прокариот и, вероятно, у низших эукариот. Таким методом нельзя получить информацию об организации гена у высших эукариот. [c.43]

Последствия такой организации генов для построения групп комплементации могут быть серьезными. Но это зависит от функции интронов. Мутации, нарушающие синтез белка, должны располагаться в гене в виде кластеров, каждый из которых соответствует отдельному экзо- [c.52]

Предположения о природе этой функции основываются на данных по секвенированию (определению последовательности) гена. Характерные особенности организации гена представлены на рис. 20.23. В первом экзоне (В1) присутствует 139 N-концевых кодонов (417 п.н.) цитохрома Ь. Интрон П (765 п.п.), заблокированный во всех рамках считывания, отделяет первый экзон от второго, очень короткого экзона В2 (5 кодонов). За этим экзоном расположен длинный второй интрон (12). Важная особенность этого интрона состоит в том, что его первые 840 п. н. попадают в открытую рамку считывания, в точности совпадающую с рамкой считывания предыдущего экзона. [c.259]

Какова была исходная организация генов, имеющих в настоящее время прерывистое строение Представляли ли собой исходные, кодирующие белок единицы непрерывные последовательности ДНК, в которые впоследствии, в процессе их эволюционирования с образованием современной структуры, были встроены интроны Или эти гены исходно возникли как прерывистые структуры, которые так и сохранили свое строение В другой форме этот вопрос сводится к следующему обусловлены ли различия между эукариотическими и прокариотическими генами приобретением интронов эукариотами или потерей интронов прокариотами [c.264]

Между структурой отдельных гистоновых генов и их организацией в целом имеется интересное отличие. Все гистоновые гены имеют одинаковую общую непрерывную структуру, и соответствующие друг другу гены у разных видов организмов кодируют белки, обладающие большим сходством. Однако имеется значительное разнообразие в способах организации различных классов генов, которые варьируют от образования жестких тандемных кластеров до беспорядочного расположения генов. Все это служит подтверждением общих выводов, сделанных на основе примера кластера глобиновых генов. Индивидуальные гены могут оказаться приспособленными для вьшолнения своей функции в результате специфических мутаций в сохранившейся в других отношениях последовательности, но при этом происходит постоянное образование новых копий генов с последующей реорганизацией всего кластера. [c.291]

Организация генов класса I соответствует структуре белка. Первый экзон кодирует сигнальную последовательность (которая отщепляется от белка во время про- [c.516]

Установлено, что молекула ДНК в слетке представляет собой совокупность генов, регуляторных участков (последовательностей, связьшающихся с регуляторными белками и управляющих уровнем экспрессии генов), районов, участвующих в организации генов в хромосомах, а также последовательностей, ф-вдги к-рых еще не известны. [c.298]

Читатель найдет в этой книге подробные сведения о механизмах трансляции, транскрипции, репликации, амплификации, рестрикции-модификации и рекомбинации генов, о сплайсинге про-мРНК, о процессинге белков, о структуре и функционировании обычных генов, множественных генов и мобильных генетических элементов, о регуляции экспрессии генов, прежде всего регуляции транскрипции, о структурной организации хромосом и, наконец, о механизмах иммунного ответа. [c.5]

Уже к началу этого века стало известно, что определенные ферменты дрожжей образуются в клетках только при выращивании их на определенных субстратах,-эффект, получивший название индукция ферментов . Индукция была исследована у бактерий, и в частности у Е. oli, у которой контролирующий механизм такого типа представлен организацией генов лактозной системы. [c.176]

Трансляция мРНК осуществляется последовательно с 5 -конца. Это делает понятным, почему при индукции сначала появляется р-галактозидаза, затем р-галактозид-пермеаза и, наконец, р-галактозид-трансацетилаза. Выражение трех генов с помощью единой мРНК объясняет также, почему относительные количества трех ферментов остаются одинаковыми при варьирующих условиях индукции. Индукция, по существу, служит сигналом, вызывающим выражение генов. Индукторы могут различаться по своей эффективности. Кроме того, другие факторы могут влиять на абсолютный уровень транскрипции и трансляции, однако соотношение между продуктами трех генов предопределено организацией генов. [c.177]

Соответствие по крайней мере некоторых экзонов белковым доменам подтверждает предположение о том, что оно имеет фундаментальное значение в эволюции генов. Ясно, что дупликации и слияние экзонов могли играть важную роль в эволюции. Мы не можем проследить за действительными событиями, проишедшими в ходе эволюции каждого гена. Имеется несколько примеров взаимоотношений между экзонами и белковыми доменами, когда отсутствует их простое соответствие, но это можно объяснить тем, что такие события, как слияние экзонов, изменили структуру гена-предка в процессе эволюции ядерных генов. Однако в ряде случаев мы сталкиваемся с большими несоответствиями между структурами генов и белков. Митохондриальные гены дрожжей и млекопитающих кодируют практически идентичные митохондриальные белки, несмотря на существенные различия в организации генов. Геном митохондрий позвоночных очень мал и имеет чрезвычайно компактную организацию нерасщенленных генов (гл. 22), тогда как митохондриальный геном дрожжей имеет большие размеры и включает ряд сложных прерывистых генов. Какая форма гена была исходной [c.265]

Организация генов имеет ряд поразительных черт, отражающих особенности экспрессии генов в митохондриях млекопитающих. Большинство генов экспрессируется в одном и том же направлении гены для тРНК располагаются между генами, кодирующими рРНК или белок. [c.286]

Рассматривая геном с точки зрения индивидуальных генов, можно обнаружить самые разные варианты его организации. Ген может занимать такое положение, где его нуклеотидная последовательность будет единственной в своем роде, хотя в других участках генома могут находиться сходные последовательности. Он может входить в состав небольшого кластера генов, происшедших от общего гена-предка и выполняющих сходные функции (как в случае систем глобиновых генов). Другие кластеры могут иметь большие размеры и состоять из многократно повторяющихся генов, идентичных или обладающих очень большим сходством. Про гены (или другие последовательности), которые обнаруживаются в виде множе-схва последовательно расположенных копий, говорят, что они тандемно повторяются. Один из видов кластеров тандемно повторяющихся генов кодирует гистоны, другой — рибосомные РНК. В обоих случаях многократная повторяемость генов, по-видимому, свидетельствует о потребности в больших количествах кодируемого ими продукта. [c.289]

На основе имеющихся в настоящее время данных об организации генов гистонов у охарактеризованных в этом плане видов организмов можно увидеть разницу в способе организации этих генов в геномах с их низкой повторяемостью (менее 50) и геномах с высокой повторяемостью (более 100). В случае низкой повторяемости генов гистонов встречаются различные варианты их организации. В случае высокой повторяемости они организованы по более жесткому принципу, когда все гистоновые гены расположены по единому типу, в виде кластера тандемных повторов. Во всех этих случаях гены гистонов имеют одинаковую структуру в настоящее время общим правилом представляется отсутствие интронов у всех функционально активных генов гистонов. [c.290]

Все пять ранних гистоновых генов входят в состав одной и той же единицы, в результате повторения которой в геноме образуется один кластер тандемных генов. Каждый ген отделен от следующего за ним гена нетран-скрибируемым спейсером все пять спейсеров различаются. Многочисленные копии повторяющейся единицы практически идентичны. Все они транскрибируются в одном и том же направлении, хотя на каждом из них независимо синтезируется своя собственная мРНК. В общих чертах организация кластеров гистоновых генов [c.290]

В некоторых случаях обнаружена менее жесткая форма организации гистоновых генов. Гистоновые гены у X.laevis объединены в кластер, но их организация имеет гетерогенный характер, поскольку гены одного типа могут иметь различных соседей. При наличии тандемных повторов, по-видимому, имеется более одного класса повторов с разным порядком расположения генов. У цыплят имеется кластер гистоновых генов, но порядок расположения генов варьирует, а тандемные повторы отсутствуют. Переходя к млекопитающим, мы снова обнаруживаем, что гены могут не иметь упорядоченной организации в виде повторяющихся единиц, но могут располагаться небольшими группами или даже в виде индивидуальных генов. Несмотря на то что необходимо иметь намного больше данных, чтобы оценить значение таких способов организации гистоновых генов, в настоящее время их можно считать промежуточными вариантами между небольшим кластером генов (таким, как глобиновый) и кластером тандемно повторяющихся генов. [c.291]

У большинства эукариот 58-гены по своей организации отличаются от генов, кодирующих высокомолекулярные виды рРНК. Общее число 55-генов может быть выше они отличаются по расположению (расположениям) в хромосоме и транскрибируются РНК-полимера-зой III вместо РНК-полимеразы I (фермент ядрышка). Мы имеем весьма слабое представление о том, как координируется транскрипция 58-генов и генов высокомолекулярных рРНК, и координируется ли она вообще. [c.294]

Мы имеем только лишь неполное представление об организации генов для тРНК и у бактерий, и у эукариот, но, по-видимому, тРНК-гены имеют тенденцию располагаться в виде кластеров. [c.297]

Ген-это функциональная единица, часть молекулы ДНК. Полное описание структуры и организации генов какого-либо организма подразумевает описание последовательности нуклеотидов в ДНК этого организма. Однако описание полной последовательности нуклеотидов в молекулах ДНК даже мельчайших вирусов составляет колоссальную проблему, практически неразрешимую для молекул ДНК высших организмов. Действительно, существующее у всех видов организмов генетическое разнообразие свидетельствует о том, что ни одна последовательность нуклеотидов в геноме не является уникальной и инвариантной для всех особей вида. Геном Е. соИ состоит примерно из 3,2-10 нуклеотидных пар (н.п.). Ясно, что даже для такого небольшого генома, как Е. соИ, возможно огромное количество различных нуклеотидных последовательностей. Для каждой нуклеотидной пары существуют четыре возможности (АТ, ТА, Gr , G), и, следовательно, число возможных нуклеотидных последовательностей в генотипе Е. oli составляет = jQi,93 io6 гJJJQДQ возможных последовательностей в молекуле ДНК человека, очевидно, много больще этого огромного числа. Содержание ДНК в гаплоидном геноме некоторых эукариотических организмов представлено на рис. 5.1. Числа на шкале показывают, во сколько раз количество ДНК превышает количество ДНК в геноме Е. соИ. [c.127]

Разработанные сравнительно недавно методы работы с рекомбинантными ДНК (обсуждаемые в гл. 9) позволили сравнить нуклеотидные последовательности индивидуальных мРНК, кодирующих некоторые известные эукариотические белки, с соответствующими фрагментами последовательностей в хромосомной ДНК. Благодаря использованию этих методов в 1977 г. было сделано сенсационное открытие. Оказалось, что внутри кодирующих областей некоторых эукариотических генов содержатся нетранслируемые фрагменты последовательности. Так, некодирующие внутренние нуклеотидные последовательности были обнаружены в структурных генах р-цепей кроличьих и мышиных гемоглобинов, легких цепей иммуноглобулинов и куриного овальбуми-на (основного компонента яичного белка). На сегодняшний день ясно, что наличие внутренних некодирующих последовательностей является типичным, хотя и не обязательным свойством эукариотических генов. На карте структурной организации гена овальбумина (рис. 11.17) показано, как семь протяженных внутренних некодирующих участков последовательности (интронов) разделяют смысловую последовательность, кодирующую зрелую мРНК, на восемь фрагментов (экзонов). [c.55]

Рис. 11.17. Карта структурной организации гена куриного овальбумина с указанием участков, входящих в состав зрелой мРИК, и разделяющих их некодирующих участков последовательности ДНК. Каждый из пространственно разделенных коди-

Вкратце рассмотрим те методы, которые позволяют получить изображенную на рис. 11.17 картину структурной организации гена. Сначала из полисом клеток куриного яйцевода, в котором овальбумин является основным синтезируемым белком, выделяют овальбуминовую мРНК, которая содержится там в значительном количестве копий. Эта [c.56]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология