Генетический организация

Рис. 20.10. Генетическая организация аллелей генов онихоартроза и групп крови ABO у членов родословной, приведенной на рис. 20.9, при условии сцепления этих двух локусов. Использованы сокращенные обозначения аллелей групп крови системы ABO О соответствует АВ0 0, а 5 — АВО В. Рецессивный ( нормальный ) и доминантный ( патологический ) аллели локуса наследственного онихоартроза обозначены Nu D соответственно. Генотип отца (1-2) может находиться в любой из двух фаз (фаза 1, фаза 2). Хромосомы отца и хромосомы, унаследованные от него детьми, выделены синим цветом, хромосомы матери (1-1) и хромосомы, унаследованные от нее, — светло-коричневым. Отмечено, какие из хромосом, полученных от отца, являются нерекомбинантными (NR) или рекомбинантными (R) для фазы 1 и фазы 2.

Итак, в настоящее время отсутствует сколько-нибудь детализированная эволюционная система прокариот. Все описанные выше попытки подойти к ее созданию позволяют сделать вывод о том, что решение этой проблемы — дело неблизкого будущего. Особенности прокариот в области морфологической, физиолого-био-химической, генетической организации говорят о неприменимости к ним хорошо разработанных принципов, используемых при построении системы высших организмов. Это, естественно, значительно усложняет задачу, но не делает ее безнадежной. Уже сейчас в мире прокариот для наиболее изученной части этих организмов — эубактерий — можно проследить основные направления эволюционного развития. Одна из многообещающих идей заключается в том, что в основе прогрессивной эволюции эубактерий лежит совершенствование способов получения ими энергии. [c.163]

Привычные представления о стабильности генетической организации были сильно поколеблены в 70-х годах исследованиями подвижных генетических элементов у бактерий. Первые такие элементы у бактерий получили название инсерционных последовательностей (IS) или вставок. У Е. соИ они были выявлены как причина возникновения определенного типа мутаций. Эти мутации полностью подавляют экспрессию гена, в котором они происходят. [c.241]

Однако, несмотря на несомненные успехи молекулярной биологии прокариот, геном сложных организмов был практически недоступен для анализа. Изучение общих биохимических свойств клетки не давало надежды на установление деталей генетической организации слишком велики были геномы эукариотических организмов и слишком сложно было проводить с ними какие-либо эксперименты. Для этого необходимо было, как минимум, научиться разрезать ДНК не в случайных, а в строго определенных местах, с точностью до одного нуклеотида. Возникла и другая проблема— невозможность определения последовательности нуклеотидов в ДНК. Не было выделено ни одного гена, не была расшифрована структура гена. Одна из причин такой ситуации заключается в том, что даже простейшие организмы содержат очень длинные молекулы ДНК (геном кишечной палочки составляет 4,2 10 н. п.), а геном высших [c.23]

Успехи в исследовании генетической организации бактерий усугубили конфликт. Бактерии, посредством плазмид, довольно охотно обмениваются уже имеющимися генами. Это придает им способность быстро меняться. Взять, например, гены устойчивости к антибиотикам. Эти гены вовсе не возникают вновь и вновь у каждой бактерии, которая привыкает к данному антибиотику, как думали когда-то, а попадают к ней в готовом виде извне вместе с плазмидой. По-видимому, вообще источником этих генов, в конечном счете, являются сами продуценты антибиотиков, которые с самого начала должны были их иметь, чтобы защищать себя от своих же ядов. [c.77]

Из сказанного выше становится ясно, почему большая часть современных знаний о генетической организации ДНК основана на генетическом анализе,, а не на химическом анализе последовательностей нуклеотидов в ДНК. Генетический анализ позволяет составлять подробные модели (карты) генетической организации хромосом. Для многих организмов оказалось возможным очень точное сопоставление таких гене- [c.127]

Анализ тонкой структуры гена white у дрозофилы и гЛ-генов фага Т4 показывает, что изучение фенотипических различий может служить мощным методом генетического анализа нуклеотидной организации ДНК. Изучение генетической организации началось с исследования тонкой структуры гена white за 40 лет до того, как стала известна химическая структура вещества наследственности. Детальный анализ генетической структуры, ставший возможным благодаря нашему пониманию структуры ДНК, предвещает грядущие в ближайшем будущем времена, когда тонкая структура гена может быть изучена в мельчайших деталях. Применение метода рекомбинантных ДНК к исследованию тонкой структуры гена white закрывает одну из самых ярких глав в истории генетики. [c.184]

Методы генетического анализа развивались применительно к генетике диплоидных эукариотических организмов. Поскольку эти методы разработаны исходно для организмов, жизненный цикл которых включает мейоз, то именно для таких организмов они и излагаются в этой главе. В последующих главах мы увидим, как методология анализа используется при изучении генетической организации бактерий и вирусов, у которых мейоза нет. [c.128]

В последней главе первой части мы рассмотрим, как генетики используют генетические элементы прокариот для исследования тонкой структуры генетической организации прокариот и эукариот. Эти новые методы заложили основы рекомбинантной революции в исследовании ДНК и привели к появлению генетической инженерии. Изучив физическую и генетическую организацию генома, во второй части нащей книги мы вернемся к рассмотрению механизмов функционирования генов и к изучению того, каким образом гены определяют фенотип организма. [c.255]

Прогулка по хромосоме -это инструмент, позволяющий систематически картировать хромосомы эукариотических организмов. Обсуждав-щиеся в этой главе методы работы с ДНК-клонирование рестрикционных фрагментов, анализ сайтов рестрикции в клонируемой ДНК, метод Саузерна, использование клонируемой ДНК в качестве радиоактивного зонда при гибридизации с другими фрагментами ДНК-дают возможность использовать мощные методы генетического анализа, разработанные на прокариотических организмах, для исследования генетической организации эукариот на уровне нуклеотидных последовательностей. Применение этих методов привело к колоссальному прогрессу в нащих знаниях об организации, функционировании и эволюции геномов эукариот. Некоторые из этих открытий мы подробно обсудим в следующих главах, о других можно прочитать в научных журналах. [c.288]

Характер организации генома митохондрий как у простейших эукариот, например грибов, так и у высших животных, включая человека, можно рассматривать как подтверждающий сформулированную выше гипотезу. Считается, что эволюционным предком митохондрий послужили бактерии-предшественники современных прокариот,-вступившие в симбиоз с эволюционным предшественником эукариотических клеток. В самом деле, для митохондриального генома грибов характерно наличие интронов, удаление которых происходит при сплайсинге первичных транскриптов непосредственно в митохондриях. Таким образом, структура митохондриального генома грибов в эволюционном отношении не столь далека от генетической организации, постулируемой для древнейших прокариот. С другой стороны, для митохондрий человека характерна очень компактная организация генома, в нем полностью отсутствуют интроны и удалены любые другие несущественные последовательности. Создается впечатление, что геном митохондрий эукариотических клеток, находящихся на высшей ступени эволюционного развития. [c.60]

Дополнение 12.1. Генетическая организация [c.98]

ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ГЕНОМА МЛЕКОПИТАЮЩИХ [c.68]

Таким образом, наиболее простые способы идентификации и классификации фагов могут быть применены и в заводской лаборатории при условии владения общими методами работы с фагами. Почему так важно определить, к какой именно семье относится выделенный на производстве фаг Фаги, относящиеся к одной семье, имеют сходную генетическую организацию. Их геномы можно представить себе состоящими из блоков генов, модулей, каждый из которых контролирует определенную функцию и связан с другими модулями в определенной, присущей фагам данной семьи, последовательности. Модули могут быть переданы от одного фага другому и при этом будут осуществлять присущую им функцию и в том случае, когда они отличаются по ДНК-гомологии от соответствующих модулей в геноме фага-реципиента. Предполагается, что для каждой семьи фагов количество вариантов таких модулей, контролирующих определенную функцию, ие может быть слишком велико. Следовательно, изучение достаточно большого количества фагов — независимых изолятов, относящихся к данной семье, позволяет предсказать, иапример, могут ли (и с какой вероятностью) встретиться фаги, обладающие такой структурой модуля, контролирующего адсорбцию, что отобранные ранее фагоустойчивые клетки ие будут проявлять устойчивости к этому новому фагу. Это позволит ориентировочно определить длительность возможного использования того или иного продуцента в производстве в нестерильных условиях, а также оценить перспективность получения штаммов, устойчивых одновременно ко всем фагам разный семей, активных на данных бактериях. [c.195]

В генетике микроорганизмов изучают свойства и признаки не отдельных клеток, а популяции в целом. Признаки микробных культур можно подразделить на морфологические, физиологические и биохимические (см. гл. 9). Совокупность всех проявляемых признаков определенного штамма называется его фенотипом. Наследственной основой фенотипа является генотип — наследуемая генетическая организация. [c.173]

Основные различия генетической организации прокариот и эукариот представлены в табл. 9.1. [c.199]

Здесь рассмотрены лишь некоторые примеры генных (метаболических и молекулярных) и хромосомных болезней человека. Приведенные примеры до некоторой степени дают представление о тяжести генетического груза человечества, сложности и хрупкости генетической организации человека. [c.520]

ОПЕРОНЫ И ТРАНСПОЗОНЫ УСТОЙЧИВОСТИ К РТУТИ, ИХ ВЫДЕЛЕНИЕ И ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ 2.1. СОЗДАНИЕ КОЛЛЕКЦИИ ШТАММОВ Нд-г-БАКТЕРИЙ [c.128]

ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ тег-ОПЕРОНОВ [c.130]

Пятикратные различия в размере геномов S. erevisiae (84 т.п.н.) и млекопитающих (16 т.п.н.) уже сами по себе наводят на мысль о том, что в их генетической организации должны быть большие различия, несмотря на общность их функции. Мы уже упоминали об отсутствии данных о существенном увеличении у дрожжей количества эндогенно синтезируемых продуктов, ответственных за осуществление ферментативных процессов в митохондриях. Кодирует ли дополнительный генетический мате- [c.284]

У дрожжей проходит несколько часов от момента образования зиготы до осуществления рекомбинации. Однако во время этого промежуточного периода можно обнаружить комплементацию между различными мутациями. Это предоставляет уникальную возможность определения генетической организации генома органеллы, поскольку мутации могут быть картированы и в то же время отнесены к определенным группам комплементации. (Аналогичный подход также оказался успешным в случае хлоропластов С. reinhardii.) [c.287]

До недавнего времени было принято считать, что геномы про- и эукариот статичны, что последовательности, образующие их, подвергаются только медленным эволюционным изменениям. Мы привыкли к мысли, что генетическая карта отражает порядок расположения известных генов подразумевается, что неидентифицированные последовательности также сохраняют постоянное место в геноме. На стабильность генетической организации указывает наличие родственных последовательностей у представителей дивергировавщих видов, например у человека и обезьяны. Различие во времени генераций про-ТГэукариот свидетельствует о том, что они эволюционируют с разной скоростью, но даже у прокариот организация генома меняется относительно медленно. Например, очень сходные генетические карты имеют разные бактериальные виды Е. соН и S. typhimurium. Эволюция генов происходит как в результате приобретения новых последовательностей, так и в результате перераспределения уже имеющихся. Новые последовательности могут быть введены с помощью векторов или появляться при мутировании существующих генов. Возникновение новых последовательностей возможно также в результате перестроек генетического материала. Такие перестройки могут изменить и функции имеющихся генов путем создания для них новых условий регуляции. [c.458]

В 1909 году Вильгельм Иоганнсен сформулировал важное различие между фенотипом и генотипом. Фенотип организма-это совокупность внешних признаков, тех, которые мы можем наблюдать морфология, физиология и поведение. Генотип-это наследуемая генетическая организация. На протяжении жизни организма его фенотип может изменяться, генотип же остается неизменным. [c.56]

Для того чтобы достичь максимального понимания генетической организации, генетики сосредоточили свое внимание на изучении сравнительно небольшого числа организмов, наиболее удобных для генетического анализа. Из эукариотических организмов в качестве объекта была выбрана плодовая мушка Drosophila melanogaster. Среди бактерий таким организмом послужила Е. соИ, а среди вирусов-бактериофаги Т2, Т4, лямбда и фХ174. Изучение этих геномов послужило парадигмой при изучении генетической организации других организмов. [c.128]

Исследование вирусов, особенно бактериальных, внесло огромный вклад в наше понимание генетических явлений. Быстрое размножение бактериофагов дает возможность за одни сутки производить скрещивания в потомстве двух последовательных поколений. Аналогичные скрещивания на дрозофиле требуют 3,5 недель, а на кукурузе-по меньшей мере года. Кроме того, огромная численность фаговых популяций, содержащихся в нескольких миллилитрах кyльtypaльнoй жидкости, дает возможность наблюдать очень редкие генетические события. Малый размер геномов многих фагов по сравнению с геномом бактерий, например Е. соН, позволяет идентифицировать все или по крайней мере большинство фаговых генов и весьма подробно представить себе генетическую организацию и регуляцию генома в целом. Геном фага фХ174 состоит всего из девяти генов, геном фага лямбда-менее чем из 60, тогда как геном Е. соН насчитывает, вероятно, несколько тысяч генов. Сочетание этих замечательных достоинств сделало вирусы незаменимыми генетическими объектами и привело к тому, что геномы некоторых бактериофагов изучены в настоящее время лучше, чем каких бы то ни было иных организмов. Они могут служить моделями при анализе строения и работы более сложных геномов. [c.190]

Картированные гены ауксотрофности по триптофану образуют опе-рон (см. гл. 15), в котором последовательность расположения генов соответствует последовательным биохимическим реакциям, приводящим к синтезу триптофана. Мы уже видели, что мутации, влияющие на утилизацию лактозы, расположены в хромосоме очень близко друг от друга (рис. 8.16). Такое кучное расположение генов, определяющих родственные генетические функции-это один из наиболее важных фактов, обнаруженных при изучении генетической организации бактерий. Вспомним, что кучное расположение генов, определяющих родственные функции, наблюдалось у бактериофагов X. и Т4 (гл. 7). Такая генетическая организация не случайна она, по-видимому, отражает фундаментальные основы регуляции генетических функций у прокариотических организмов. [c.254]

Наследственная информация кодируется последовательностью нуклеотидов в молекуле ДНК. Любая экспериментальная методика, предназначенная для определения последовательности нуклеотидов, требует химически чистых препаратов ДНК. Слово чистый в данном случае означает не только отсутствие примесей других типов молекул, например РНК и белков, но и гомогенность нуклеотидных последовательностей. Все молекулы ДНК в таком образце должны быть одинаковы как по размерам, так и в отношении последовательности нуклеотидов. По этой причине первыми для изучения генетической организации на уровне нуклеотидов были выбраны вирусы прокариотических и эукариотических организмов. Геномы вирусов относительно малы, и вирусные частицы можно довольно легко отделить от клеточного материала еще до химического выделения интактных молекул ДНК из вирусных частиц. Описанное в гл. 7 гетероду-плексное картирование фага X основано на умении генетиков выделять интактные молекулы ДНК из различных линий фага X, геномы которых с генетической точки зрения уже изучены. То же самое относится и к исследованиям, показавшим концевую избыточность нуклеотидных последовательностей фагов Т2 и Т4 и циклические перестановки в их геномах. [c.260]

Методы клонирования и секвенирования ДНК позволили провести тщательный сравнительный анализ генетической организации митохондриальных геномов у целого ряда организмов, от грибов до человека. Определение полной нуклеотидной последовательности человеческой митохондриальной ДНК, содержащей 16 569 нуклеотидных пар, было завершено в 1981 г. Известны также частичные последовательности митохондриальных геномов быка, дрожжей и Neurospora. Полученные результаты свидетельствуют о том, что митохондриальные геномы высших и низших эукариот, кодирующие примерно один и тот же набор функций, в то же время характеризуются различиями в смысловом значении некоторых кодонов, в правилах антикодон-кодонового узнавания и существенными различиями в общей структурной организации. Можно полагать, что существенным фактором эволюции митохондриальных геномов была селекция на максимальную структурную компактность при максимальной информационной нагруженности (см. Дополнение 12.1). Это, вероятно, достигалось за счет таких изменений генетического кода, которые позволили сократить необходимый для считывания набор тРНК. При этом митохондрии млекопитающих, характеризующиеся наиболее компактной организацией генома, подверглись соответ- [c.95]

Рис. 14.17. Генетическая организация транспозона ТпЗ. На концах помечены инвертированные повторы протяженностью по 38 п. н. ТпЗ кодирует три белка показано направление транскрипции соответствующих генов. Белок, продукт гена tnpR, связывается с областью IRS

Первым ферментом, широко использовавшимся для синтеза РНК-зондов, стала РНК-полимераза фага SP6 [4]. Это в основном было обусловлено исключительно высокой стабильностью фермента и возможностью получать его в больших количествах с помощью простых методов — в отличие от ферментов фагов Т7 и ТЗ. Однако генетическая организация фагов Т7 и ТЗ исследована достаточно полно, что дало возможность получить их ферменты путем экспрессии клонированных генов, и сейчас они легко доступны. Принцип использования фаговых РНК-полимераз идентичен для всех трех ферментов (рис. 1.1). Обычно полимеразы применяются для транскрипции линейных матриц, но существует и другой подход, основанный на таком природном свойстве этих ферментов, как преждевременная тер-минацня цепи в присутствии низкой концентрации нуклеозид-трифосфатов. Достоинство этого подхода состоит в том, что он не требует линейной матрицы, однако получаемые при этом молекулы-зонды имеют разную длину, что делает их непригодными для работы при использовании приводимых здесь методик. [c.13]

Все ретровирусы имеют сходную генетическую организацию,. которую мы рассмотрим на примере MLV. Структуры провируса MLV, вирусной геномной РНК и сплайсированной субгеномной РНК показаны на рис. 9.2. Ниже приводятся основные особенности строения провируса [14] [c.276]

Плазмиды как объекты генной инженерии позволяют in vitro сконструировать de novo геном клетки, используя эндонуклеазы рестрикции (рестриктазы), передать его в клетки реципиентов конъюгацией, трансформацией или трансдукцией и при включении в клетку большого числа плаз-мидных копий увеличить число необходимых генов. Конструирование и передача генома облегчаются спецификой генетической организации систем биодеградации. Во-первых, они локализуются в трансмиссивных плазмидах. [c.348]

Особенности распознавания антигена Т-клетками и структурные характеристики собственно Т-клеточных рецепторов (ТКР) заставляют дать описание не только антигенраспознающих молекул, их структуры и генетического контроля, но и представить данные о генетической организации и фенотипических хфодуктах МНС, а также рассказать об участии молекулярных структур комплекса в представлении чужеродного (экзогенного) антигена в иммуногенной форме для антигенных рецепторов Т-клеток. [c.85]

Главный комплекс гистосовместимости генетическая организация и осношые белки комплекса [c.85]

Представленные здесь пятнадцать генов, контролирующих самостоятельные белковые молекулы, лишь часть из того набора генов, которые входят в состав МНС. Изучение геномной ДНК показало, что комплекс занимает значительный участок хромосомы и влючает до 4x10 пар оснований или около 50 генов. Сам по себе этот факт показывает, что несмотря на значительные успехи в изучении генетической организации комплекса, многое остается еще не познанным. [c.280]

Прокариоты и эукариоты различаются генетической организацией. Наследственная информация у прокариот заключена в кольцевой молекуле ДНК, называемой бактериальной хромосомой. Кроме того, часть наследственной информации может находиться в плазмидах — автономно реплицирующихся кольцевых ковалентнозамкнутых суперскрученных молекулах ДНК. У эукариот наследственная информация находится в хромосомах, расположенных в ядре. Экстрахромосомальная ДНК у эукариот может быть представлена плазмидами, митохондриальной ДНК, хлоропластной ДНК. [c.172]

Таблица 9. 1 Различия генетической организации прокариот и эукариот (по Р. Стейниеру, Э. Эдель-бергу, Дж. Ингрэму, 1979, с изменениями)

Справочник химика 21

Химия и химическая технология