Кластеры генов тандемных

Сходство и различия кластеров тандемных генов [c.289]

Глава 23 СХОДСТВО И РАЗЛИЧИЯ КЛАСТЕРОВ ТАНДЕМНЫХ ГЕНОВ [c.289]

Компактное группирование генов в виде тандема в определенном участке генома, единственное назначение которого-кодирование определенной функции или определенных функций, определяет способ описания организации таких последовательностей. Каждый тандемный кластер может быть описан как повторяющаяся единица. Это основной структурный элемент, многочисленные повторы которого, расположенные конец в конец, и формируют кластер. Копии повторяющейся единицы могут быть идентичными или различаться. [c.289]

Рестрикционная карта кластера тандемных генов обладает характерной особенностью. Она имеет вид кольца. Когда повторяющиеся единицы идентичны, расположение сайтов рестрикции в них совершенно одинаково. Соседние повторы имеют общие концевые фрагменты. В приведенном на рисунке примере фрагмент А находится по соседству с фрагментом В, соседствующим с фрагментом С, который в свою очередь находится рядом с фрагментом А таким образом и получается кольцевая карта. [c.289]

Разнообразие кластеров тандемных генов гистона [c.290]

У одного вида морских ежей были охарактеризованы два типа повторяющихся единиц, соответствующих ранним эмбриональным генам. Основное различие этих единиц заключается в различиях их спейсеров они тандемно повторяются и при этом не перемежаются между собой. Эти данные указывают на то, что, какие бы механизмы ни были ответственны за поддержание гомогенности, они должны воздействовать на внутренние области кластера, и их действие не должно распространяться по всей его длине. [c.290]

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]

Модель фиксации при кроссинговере предполагает, что весь кластер подвергается постоянным перестройкам, осуществляемым путем неравного кроссинговера. По существу, это означает, что на тандемный кластер должны действовать в широком масштабе все те механизмы, которые мы уже обсуждали для случая глобиновых генов, где они носят более ограниченный и случайный характер. Более подробно значение таких механизмов будет обсуждено в гл. 24, но уже теперь ясно, что наличие тандемных кластеров может быть причиной частых неправильных спариваний генов, нуклеотидные последовательности ко- [c.296]

По крайней мере в геномах некоторых млекопитающих значительная часть рассеянных умеренно повторяющихся последовательностей входит в состав одного семейства. Небольшая длина и высокая степень повторяемости членов семейства делают его похожим на простые последовательности ДНК, за исключением того, что отдельные члены семейства рассеяны по геному, а не организованы в виде тандемных кластеров. [c.298]

I может осуществиться при наличии множества копий ге- нов со сходными экзонами, даже в том случае, если их фланкирующие последовательности и интроны различаются (гл. 21). Это происходит вследствие неправильно-I го спаривания соответствующих экзонов неаллельных генов. Можно представить себе, насколько чаще наблюдается неточное расположение цепей ДНК друг против друга в тандемных кластерах идентичных или почти идентичных повторяющихся последовательностей. За исключением концов кластера, наличие взаимосвязи между следующими друг за другом повторами может даже сделать невозможным выявление точно соответствующих повторов. [c.307]

Рис. 10-64. Два типа событий, позволяющих сохранить последовательности ДНК в тандемном расположении и очень похожими друг на друга. А. Постоянное увеличение и уменьшение числа копий гена в тандеме при неравном кроссинговере (см. рис. 10-63) приводит к гомогенизации всех последовательностей генов, входящих в состав кластера. В. При конверсии генов одна копия действует как матрица, которая передает либо все либо часть последовательностей своей ДНК другой копии гена. У высших эукариот эти процессы, но-видимому, присущи генам, расположенным рядом друг с другом на хромосоме. У низших эукариот, например у грибов, конверсия генов у которых изучена гораздо лучше, этот процесс, как

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]

Такая точка зрения может повлечь за собой следующий вопрос следует ли рассматривать в таком же свете несколько более длинные последовательности, находящиеся между индивидуальными генами, например в кластере глобиновых генов Однако между этими двумя случаями имеется важное различие. Все межгенные промежутки в кластере генов глобина различаются, тогда как нетранскрибирующиеся спейсеры кластера тандемных генов повторяются вместе с генами. [c.289]

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 мыщи гены класса I организованы в кластеры. Недавно в этой области было выявлено 36 генов, которые занимают более 850 т.п.н. ДНК (они образуют отдельные кластеры, однако порядок их взаимного расположения пока не установлен). Самая больщая индивидуальная группа состоит из 7 генов и занимает более 190 т.п.н. В каждом из кластеров гены ориентированы в одном направлении. Прилежащие друг к другу гены обнаруживают более высокое сходство в первичной структуре, что предполагает их происхождение из общего предка путем тандемных дупликаций. [c.517]

Эволюция тандемных повторов, входящих в кодирующие последовате.шюсти. В этой главе мы уже приводили несколько примеров существования тандемных повторов внутри генов. В одних из них, таких как рДНК, разные кодирующие сегменты идентичны. В других, например в глобиновых генах и в кластере генов гормона роста человека/плацентарного лактогена, некоторые кодирующие сегменты относятся к разным генам. В общих чертах механизм образования тандемных повторов путем амплификации сегментов с последующей мутацией одной копии гена и отбором считается установлен- [c.195]

Нетранскрибирующийся спейсер обычно короче, чем единица транскрипции. Его можно обнаружить по четкости расположения участков внутри кластера тандемных генов. Спейсер-это просто часть повторяющейся единицы, которая не экспрессируется с образованием РНК, но функции которой (если таковые имеются) остаются связанными с единственной функцией кластера синтезом РНК, кодируемой единицей транскрипции. [c.289]

Рис. 23.1. Кластер тандемно повторяющихся генов может состоять из чередующихся единиц транскрибирующихся и нетран-скрибирующихся спейсеров. Его рестрикционная карта имеет кольцевое строение.

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]

Можно видеть, что с ядрышком связаны определенные участки хромосом. Они называются ядрышковыми организаторами. Каждый ядрышковый организатор соответствует кластеру тандемно повторяющихся генов рРНК, поэтому в диплоидном ядре имеется в два раза больше ядрышковых организаторов, чем тандемных кластеров в гаплоидном геноме. Концентрация тандемно повторяющихся рРНК-генов вместе с их очень интенсивной транскрипцией и определяют характерное морфологическое строение ядрышка. [c.293]

Не все 58-гены идентичны. Нуклеотидная последовательность минорного компонента 5S-PHK ооцита (tra e 5S-RNA) имеет некоторые отличия. Она также кодируется набором тандемно организованных генов и спейсеров, но длина повтора составляет только 350 п.н., и спейсер не имеет сходства со спейсером большого кластера. И снова мы видим, что нуклеотидная последовательность гена может претерпевать небольшие изменения, тогда как спейсер меняется полностью. Аналогичным образом нуклеотидная последовательность спейсера кластера 5S-re-нов X. borealis не обладает сходством ни с одной из охарактеризованных нуклеотидных последовательностей спейсеров X. laevis. [c.295]

Инвариантна ли картина метилирования, или она меняется в зависимости от конкретных условий Отдельные сайты были исследованы в нескольких случаях, в том числе в генах, кодирующих клеточный белок в тандемном кластере рДНК и в последовательности нескольких интегрированных или свободных вирусных геномов. Сайты, идентифицированные с использованием рестриктирующих ферментов,-это лишь некоторые из метилированных последовательностей, но мы полагаем, что их поведение типично для всех таких сайтов. [c.386]

Благодаря тому, что кластеры тандемно повторяющихся генов рРНК сгруппированы и очень активно транскрибируются, они хорошо видны на электронномикроскопических препаратах хроматина. Молекулы РНК-полимеразы и ассоциированные с ними новообразованные транскрипты (на один ген их приходится до 100 и более) упакованы таким образом, что структура приобретает вид елочки (рис. 9-90). Как отмечалось ранее (см. рис. 9-73). верхушка каждой такой елочки представляет собой точку инициации транскрипции конец же гена рРНК четко определяется по внезапному исчезновению молекул РНК-полиме-разы и соответствующих транскриптов. [c.162]

Дупликации генов обычно объясняют редкими событиями, которые катализируются некоторыми рекомбинационными ферментами. Однако у высших эукариот имеется эффективная ферментативная система, которая соединяет концы разорванной молекулы ДНК. Таким образом, дупликации (а также инверсии, делеции и транслокации сегментов ДНК) могут возникать у этих организмов вследствие ошибочного воссоединения фрагментов хромосомы, которая по каким-то причинам оказалась разорванной. Если дуплицированные последовательности соединяются голова к хвосту , то говорят о тандемных повторах. Появление одного тандемного повтора легко может привести к возникновению их длинной серии в результате неравного кроссинговера между двумя сестринскими хромосомами, поскольку длинные участки спаривающихся последовательностей представляют собой идеальный субстрат для обычной рекомбинации (рис. 10-63). Дупликация ДНК и следующий за ней неравный кроссинговер лежат в основе амплификации ДНК, процесса, который, как выяснилось, способствует возникновению раковых клеток (см. рис. 21-26). В ходе неравного кроссинговера число тандемно повторяющихся генов может как увеличиваться, так и уменьшаться (см. рис, 10-63). Большое количество повторяющихся генов будет поддерживаться естественным отбором лишь в том случае, если существование дополнительных копий окажется выгодным для организма. Как отмечалось выше, у позвоночных тандемный повтор кодирует большой предшественник рибосомной РНК, что необходимо для обеспечения потребности растущих клеток в новых рибосомах (см. разд. 9.4.16) Кластеры тандемно повторяющихся генов кодируют у позвоночных и другие структурные РНК, включая 58-рРНК, 111- и и2-мяРНК. Тандемные повторы характерны и для гистоновых генов, на которых синтезируется большое количество белка, требующегося в каждой 8-фазе. [c.237]

Смотреть страницы где упоминается термин Кластеры генов тандемных: [c.301] [c.18] [c.24] [c.166] [c.176] [c.194] [c.288] [c.131] [c.141] [c.148] [c.209] [c.209] [c.265] [c.280] [c.292] [c.293] [c.294] [c.297] [c.162] [c.163] [c.170]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология