Эукариотические геномы

Уникальные последовательности генома содержат не только гены, кодирующие белки, но и последовательности ДНК, расположенные между генами, а также в составе интронов, разделяющих участки ДНК, кодирующие полипептиды. Роль некодирующих уникальных последовательностей, составляющих основную часть эукариотического генома, остается до сих пор не выясненной. [c.190]

Эукариотические геномы состоят из последовательностей нескольких типов [c.224]

В эукариотической клетке ядро служит основным, но не единственным местам хранения наследственной информации. Небольшая в количественном отношении, но функционально очень важная часть клеточного генома находится в митохондриях и в хлоропластах (у фотосинтезирующих организмов). ДНК органелл определяет некоторые (но отнюдь не все) свойства соответствующих органелл. Кроме того, органеллы обоих типов содержат собственные специфические механизмы транскрипции и трансляции. Таким образом, репликация эукариотического генома так же, как транскрипция и трансляция, происходит в двух или трех различных местах в ядре и цитоплазме, в митохондриях и в хлоропластах. Механизмы репликации, транскрипции и трансляции в органеллах несколько отличаются от соответствующих ядерных механизмов. Поэтому свойства каждой из этих двух систем следует рассмотреть по отдельности. [c.48]

До сих пор мы говорили о ДНК как о линейной двухцепочечной молекуле. Однако ДНК может находиться в виде кольцевой молекулы или чего-то подобного. У мелких вирусов геном действительно представляет собой кольцевую ДНК, в которой обе цепи двойной спирали замкнуты в непрерывное кольцо. В бактериальном и эукариотическом геномах ДНК может находиться в виде больших петель. При этом важно следующее каждая петля удерживается у основания таким образом, что [c.32]

В прерывистых генах эукариотического генома большинство интронов, по-видимому, не способно выполнять какую-либо независимую функцию в синтезе белка. Таким образом, случаи смешивания различных групп комплементации не могут быть обычным явлением. Тем не менее такое имеет место в митохондриях, и, следовательно, рассматриваемую возможность нельзя считать всего лишь гипотезой. [c.53]

Когда ДНК эукариотического генома характеризуют с помощью кинетики реассоциации, значения Сд реакции обычно находятся в пределах, различающихся на 8 порядков. Это гораздо более широкий диапазон, чем 100-кратный диапазон, которого можно было бы ожидать, исходя из уравнения 2, и который показан на рис. 17.2. Причина состоит в том, что уравнение описы- [c.224]

На рис. 17.3 показана реассоциация гипотетического эукариотического генома, начинающаяся при значении qI, равном 10 " , и заканчивающаяся при значении ot=10" . В этой реакции можно выделить три фазы, обозначенные на рисунке закрашенными прямоугольниками. Видно, что первые две фазы разделяет плато, а вторая и третья слегка перекрываются. Каждая из этих фаз соответствует определенному кинетическому компоненту генома. [c.225]

Рис. 17.4. Кинетическая сложность эукариотических геномов хорошо коррелирует с их химической сложностью, за исключением полиплоидных геномов (обозначенных буквой Р).

При изучении кинетики реассоциации ДНК эукариотического генома фракции индивидуальных последовательностей редко разделяются так же хорошо, как это показа- [c.227]

Для большинства эукариотических геномов достаточно подобрать два или три компонента, чтобы описать весь набор повторяющихся последовательностей. Часть генома, приходящаяся на долю повторяющейся ДНК, варьирует в широких пределах. Для низших эукариот большая часть ДНК представлена неповторяющимися последовательностями и только 10-20% ДНК приходится на одну или более фракций умеренно повторяющейся ДНК. В клетках животных до половины всей ДНК составляют фракции умеренно повторяющейся и высокоповторяющейся ДНК. У растений и амфибий доля повторов может быть даже выше, иногда составляя большую часть [c.227]

Могли ли мы представить себе, что за последние годы методы исследования ДНК получат такое колоссальное развитие. К замечательным методам, с помощью которых в настоящее время можно изучать ДНК, относятся методы создания молекул ДНК путем соединения последовательностей, имеющих совершенно разное происхождение. Получаемый продукт часто называют рекомбинантной ДНК, а методы (более популярный термин)-генетической инженерией. Эти методы в равной степени применимы к прокариотам и к эукариотам, хотя их возможности особенно очевидны при изучении эукариотических геномов. Используя такие методы, можно выделить и охарактеризовать гены, недоступные для изучения другими способами. [c.236]

Другие могут играть роль сигнальных последовательностей, узнаваемых белками к ним относятся промоторы транскрипции, точки начала репликации ДНК, сайты скручивания хромосом, точки прикрепления кинетохоры и другие элементы, необходимые для осуществления клеточных функций. Очень немногие из этих последовательностей охарактеризованы до такой степени, чтобы определенной последовательности могла быть приписана определенная функция. В самом деле, единственная такая последовательность в эукариотическом геноме, некоторые свойства которой известны,-это промотор транскрипции. Если говорить и о вирусных геномах, то имеются также данные о точках начала репликации ДНК. На основе небольшого количества имеющихся данных можно предположить, что сигнальные последовательности такого типа, по-видимому, имеют небольшую длину. [c.298]

В эукариотическом геноме имеются небольшие элементы ДНК, не являющиеся провирусами, но способные самостоятельно вырезаться из хозяйского генома, а затем встраиваться в различные его участки, влияя при этом на функции прилегающих последовательностей ДНК. Эти подвижные (мобильные) элементы, которые иногда называют прыгающая ДНК , могут перемещать фрагменты хромосомной ДНК и таким путем глубоко воздействовать на процессы эволюции генома. Как указывалось выше, семейство коротких Alu-повторов характеризуется наличием структурного сходства с концевыми последовательностями ретровирусов, благодаря которым последние могут встраиваться в геном млекопитающих и покидать его. [c.72]

Регуляторные последовательности эукариотического генома [c.62]

Некоторые формальные характеристики эукариотического генома. могут быть получены с помощью NteioaoB гибридизации нуклеиновых кислот, разработанных в 60-х годах. Эти методы прежде всего позватяют получить суммарную валовую характеристику степени разнообразия последовательностей ДНК, образующих геном.. Мож- [c.186]

Вторую батьшую разнородную группу составляют подвижные (мобильные) генетические элементы разной природы. На нх датю приходится значительная часть генома — 10—20 о. В отличие от генов первой группы, осуществляющих общеклеточные функции, отдельные семейства которых сгруппированы в одном или нескольких районах эукариотического генома, подвижные элементы рассея-иы по геному, перемежаясь с уникальными последовательностями ДНК (см. гл, XI). [c.190]

Гистоны присутствуют во всех ядрах эукариотических клеток и отличаются чрезвычайно высокой эволюционной консервативностью. Так, например, при сравнении наиболее консервативного гистона Н4 быка и гороха наблюдаются лишь две консервативные Замены там, где в белке быка находятся валин и лизин, в гистоне Гороха расположены изолейцин и аргинин. Гены, кодирующие гистоны, транскрибируются РНК-полимеразой II. В эукариотическом геноме обычно содержатся от нескольких десятков до нескольких сотен танде.мно распможенных генов гистонов (рис. 122). Они располагаются одинаковыми группами по пять разных генов, причем каждый ген транскрибируется по отде.7ьностн. Иногда [c.235]

В геноме такого простого эукариота, как плесневый гриб Di tyoste-Иит, содержится в 11 раз больше ДНК, чем в геноме Е. соИ. У дрозофилы— высшего организма с наименьшим количеством ДНК—размер гаплоидного генома в 24 раза больше размера генома Е. соИ. Кодирующая емкость генома человека в 600 раз больше, чем у бактерии (табл. 1-3). Столь большое количество ДНК является одной из причин, затрудняющих изучение эукариотического генома. Другая трудность обусловлена тем, что процесс транскрипции генов у эукариот может сильно изменяться как во времени, так и в зависимости от условий окружающей среды. Следовательно, механизмы регуляции фенотипического выражения генов должны быть очень сложными. [c.296]

Векторные системы, способные интегрировать крупные вставки (>100 т. п. н.), имеют большую ценность при анализе сложных эукариотических геномов. Без таких векторов не обойтись, например, при картировании генома человека или при идентификации отдельных генов. В отличие от библиотек с небольшими вставками, в геномной библиотеке с крупными вставками скорее всего будет представлен весь генетический материал организма. Кроме того, в этом случае уменьшается число клонов, которые нужно поддерживать, и увеличивается вероятность того, что каждый из генов будет присутствовать в своем клоне. Для клонирования фрагментов ДНК размером от 100 до 300 т. п. н. был сконструирован низкокопийный плазмидный вектор на основе бактериофага Р1 — химерная конструкция, называемая искусственной хромосомой на основе фага Р1. Был создан также очень стабильный вектор, способный интегрировать вставки длиной от 150 до 300 т. п. н., на основе Р-плазмиды (F-фактора, или фактора фертильности) Е. соИ, которая представлена в клетке одной или двумя копиями, с селекционной системой la Z векторов pU . Эта конструк- [c.76]

Прямое доказательство универсальности кода было получено при сравнении последовательностей ДНК с со-ответствуюшими белковыми последовательностями. Оказалось, что во всех бактериальных и эукариотических геномах используются одни и те же наборы кодовых значений. Однако состав оснований различных геномов сильно варьирует в противоположность относительному постоянству аминокислотного состава белков. Можно думать поэтому, что различные виды используют различающиеся характерные наборы кодонов-синонимов. Действительно, наблюдаемое постоянство аминокислотного состава можно объяснить только вырожденностью генетического кода. [c.62]

ДНК эукариотического генома можно разделить на два класса последовательностей . Это уникальные, или неповторяющиеся, последовательности и повторяющиеся последовательности ДНК (повторы). К первому классу последовательностей ДНК относятся однокопийные гены, кодирующие белки. Класс повторяющихся последовательностей ДНК представлен повторами с копийностью от 2 до 10 на клетку. [c.69]

Значение oii/2 прямо пропорционально количеству ДНК в геноме. Это отражает то обстоятельство, что при увеличении сложности генома уменьшается количество копий каждой специфической последовательности в общей массе ДНК. Например, если величина Со ДНК составляет 12пг, то ДНК будет содержать 3000 копий каждой последовательности в случае бактериального генома, размер которого-0,004 пг, но лишь 4 копии каждой последовательности, присутствующей в эукариотическом геноме размером 3 пг. Таким образом, при одинаковой абсолютной концентрации ДНК, измеряемой в молях нуклеотидов на литр (Со), концентрация каждой эукариотической последовательности будет в 750 раз (3000/4) ниже, чем концентрация каждой бактериальной последовательности. Поскольку скорость реассоциации зависит от концентрации комплементарных последовательностей, для достижения одинаковой относительной концентрации эукариотических и бактериальных последовательностей необходимо иметь в 750 раз больше эукариотической ДНК (либо инкубировать то же ее количество в 750 раз дольше). Соответственно oii/2 реакции реассоциации в случае эукариотической ДНК в 750 раз больше, чем в случае бактериальной ДНК. [c.224]

Фактически в составе каждого эукариотического генома имеется неповторяющаяся ДНК. Единственное исключение-некоторые растения, возникшие в результате по-липлоидизации, вследствие которой каждая последовательность оказывается представленной более чем одной копией. [c.226]

Наконец, следует подчеркнуть, что не существует одного определенного свойства, которое характеризовало бы все эукариотические геномы. Уже упоминалось, что в клетках растений, ставших полиплоидными недавно (по эволюционной шкале), уникальная ДНК может отсутствовать, поэтому наиболее медленно реассоциирующая фракция имеет частоту повторяемости 2-3 и более. (Действительно, это, по-видимому, временная стадия в эволюции, которая обычно приводит к дивергенции и появлению вновь уникальной ДНК.) В геномах ракообразных может совсем отсутствовать умеренно повторяющаяся ДНК, а присутствовать только высокоповторяющаяся и уникальная ДНК, У низших эукариот может отсутствовать высокоповторяющаяся ДНК. [c.228]

Одно из основных применений техники клонирования-выделение индивидуальных генов непосредственно из генетического материала. Каждый индивидуальный ген представляет собой только очень небольшую часть эукариотического генома. Например, размер генома типичной клетки млекопитающих составляет около 10 п.н., так что один ген размером, скажем, 5000 п. н. составляет только 0,00005% всей ядерной ДНК. Для идентификации столь незначительного количества материала необходимо иметь высокоспецифичный зонд, взаимодействующий только с определенными, интересующими исследователя последовательностями, чтобы выделить их из огромного количества других последовательностей. Обычно применяемый метод состоит в использовании высокомеченых радиоактивных РНК- или ДНК-зондов, гибридизация которых с геном регистрируется с помощью радиоавтографии. [c.242]

Гибридизация in situ. Метод гибридизации in situ особенно удобен для анализа эукариотических геномов методами молекуляр- [c.128]

Использование статистик моно-,ди- и тринуклеотидов. В первых работах по распознаванию кодирующих областей (Shulman et al.,1981 Shepherd,1981) преследовалась ограниченная цель - предложить компьютерную процедуру для определения рамки считывания генетического кода в известной кодирующей области. Вопрос этот скорее теоретический, так как практически определение рамки считывания может вызывать некоторые затруднения только в случае эукариотического генома. Но интересно, что уже здесь в значительной степени был очерчен круг понятий и подходов, которые получили развитие в дальнейших исследованиях. [c.85]

Природа как коротких, так и длинных повторов была загадочной. Лишь небольшая часть их приходилась на повторяющиеся гены, например гены для рРНК или для гистонов. Большинство же их как будто не несло никакой генетической информации. Этот парадокс организации эукариотического генома также не был решен до внедрения методов генной инженерии. [c.23]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология