Геном, анализ структур

Две первые возможности сделали реальным анализ структуры ранее недоступных генов. Недоставало только методов быстрого определения первичной структуры больших ДНК. [c.298]

Полные аминокислотные последовательности белков Л, С и Т были получены иэ анализа соответствующих генов. Первичная структура четвертого белка реакционного центра, т. е. цитохрома с, пока не установлена. Субъединицы Л, С и Т содержат 273, 323 и 258 аминокислотных остатков соответственно. Важной структурной особенностью является наличие в каждой из легких и средних субъединиц по пяти, а в тяжелой — одного спирализованного участка. Эти участки состоят а основном из 24—30 гидрофобных аминокислот и прерываются короткими гидрофильными фрагментами. Такое построение полипептидных цепей является характерным для мембранных белков. Молекула цитохрома с, входящая а состав реакционного центра, согласно данным аминокислотного анализа содержит 323 аминокислотных остатка и носит ярко выраженный гидрофильный характер. Белок содержит 4 характерных участка связывания гема, последовательность которых аналогична последовательности соответствующих участков других цитохромов с. [c.635]

Бернет считал, что такое разнообразие вызывается мутациями в определенной линии клеток крови в ходе эмбрионального и постнатального развития животного. После того как была выяснена четвертичная структура и природа изменчивости молекул антител, теория Бернета была перефразирована следующим образом мутации, которые селекционирует антиген, возникают в генах, определяющих структуру легких и тяжелых цепей антител, причем в той части этих генов, которая соответствует вариабельным участкам полипептидных цепей. На фиг. 255 представлены результаты анализа аминокислотной последовательности вариабельного фрагмента легкой цепи у различных молекул антител человека. Видно, что эти данные очень напоминают аминокислотные замены, обнаруженные у мутантов по белку оболочки вируса табачной мозаики (фиг. 217). Легкие цепи отличаются друг от друга по разным положениям полипептидной цепи, и если сопоставить эти различия с таблицей генетического кода (табл. 27), то видно, что все они могут быть объяснены заменами одиночных оснований в триплетах. Таким образом, характер изменчивости первичной структуры белков антител находится в соответствии с мутационной гипотезой Бернета. [c.521]

Рентгеновский анализ. Этот метод позволяет провести более глубокое исследование кристаллической структуры пленок, установить тип решетки и основные параметры решетки путем рент-гено-анализа, т. е. исследования диффракции рентгеновских лучен после прохождения через кристаллическую структуру пленки. Так как рентгеновские лучи обладают большой жесткостью— глубоко проникают в образец, то обычно предпочитают исследовать снятый материал пленки. [c.35]

Как стало ясно, особенно при анализе структур генов, подавляющее большинство белков синтезируется клеткой в виде предшественников, которые затем созревают", превращаясь в биологически активные белки. [c.206]

При анализе структуры fi и связывания липидов в его соста--ве обнаружены 3a неравноценные пары. Одна существенно -больше, чем 2 остальные именно к ней примыкают меньшие субъединицы. Анализ первичной структуры выполнен для всех субъединиц / 1-комплекса существуют обширные гомологичные участки между а-, - и 7-субъединицами всех изученных видов. Возможно, что, по крайней мере, а и происходят из одного гена. Напротив, 6- и е-субъединицы бактерий, растений и животных почти не имеют гомологичных участков. Роль этих пептидов, вероятно, заключается в том, чтобы обеспечивать связь fl с fo. [c.116]

Итак, закономерности микро- и макроэволюции связаны с преобразованием структуры генов. Анализ генов и кодируемых ими макромолекул (белков, РНК) выявил не только основные тенденции в эволюционном преобразовании генетического материала, но и показал пути преобразования генов. Стало очевидно, что точковые мутации — замены нуклеотидов и аминокислотных остатков сами по себе недостаточны для прогрессивной эволюции. [c.494]

Анализ строения полипептидных цепей иммуноглобулинов со всей очевидностью свидетельствует в пользу множественности генов, кодирующих структуру этих белков, и существовании сложной системы их [c.107]

Наиболее полную информацию о гетерогенности клинической формы болезни даёт применение современных методов анализа генов человека. Отнесение гена к одной или разным группам сцепления, локализация гена, его структура, сущность мутаций — всё это позволяет однозначно идентифицировать нозологические формы. [c.124]

Учитывая неполноту наших знаний о факторах, влияющих на селекцию в клетке гибридных ретровирусов, важным элементом генно-инженерных работ следует считать анализ структуры генома (вплоть до секвенирования) отобранных после трансфекции вирусных клонов. Очень удобны для этих целей челночные векторы. [c.409]

Задачи планирования сложных лабораторных экспериментов состоят в разработке плана достижения цели эксперимента, плана выполнения конкретных лабораторных опытов и использования необходимых приборов на основе анализа сущности изучаемых физико-химических явлений структуры и свойств исследуемого вещества, а также возможных физико-химических условий проведения опытов 7, 16]. Например, в молекулярной генетике при планировании экспериментов по клонированию генов необходимо составить план и выбрать конкретные опыты, обеспечивающие встраивание гена, кодирующего желаемый белок, в генетический аппарат бактерии, чтобы последняя воспроизводила такой ген. [c.36]

В связи с этим нами разрабатывается система функциональной диагностики генетических текстов, которая использует информацию из базы знаний о структуре и функциях генетических сигналов, мощный пакет программ анализа последовательностей ДНК, ИЖ и белков и пакет программ классификации данных. Такая система необходима для эффективного проведения генно-инженерных работ по конструированию молекулярно генетических систем с заданными свойствами, а также для интерпретации данных в теоретических и экспериментальных работах с генетическими текстами. [c.12]

Для повышения эффективности применения хим. и физ.-хим. методов изучения структуры анализу подвергают не только прир. в-ва, но и их производные, содержащие характерные, специально вводимые группировки и меченые атомы, напр, путем выращивания продуцента на среде, содержащей меченые аминокислоты или др, радиоактивные предшественники, в состав к-рых входят тритий, радиоактивный углерод нлн фосфор. Достоверность данных, получаемых при изучении сложных белков, значительно повышается, если это изучение проводят в комплексе с исследованием строения соответствующих генов. [c.288]

Закономерности, управляющие развитием организмов, которое сопровождается сложной последовательной дифференцировкой тканей и формообразованием, остаются загадкой. Один из путей их исследования основывается на молекулярном анализе структуры и экспрессии генов, отвечающих за критические этапы развития диф-ференцировки и морфогенеза. Лишь немногие организмы, как, например, D. melanogaster, пригодны для исследования развития методами молекулярной генетики, поскольку гены, контролирующие развитие, можно выявить лишь тогда, когда хорошо разработана генетика объекта исследования. [c.212]

Для анализа структуры гена альбумина дефектных мыщей был использован метод Саузерн-блоттинга. В данном случае вместо РНК анализируется ДНК Изолированную ДНК сначала обрабатывают рестрицирующими нуклеазами, затем полученные фрагменты разделяют по размеру гель-электрофорезом и выявляют комплементарные ДНК-зонду альбумина с помощью переноса и гибридизации, как это описано для РНК (см. рис. 4-72). Повторяя эту процедуру с различными рестрицирующими нуклеазами, можно получить детальную рестрикционную карту генома в участке альбуминового гена (см. разд. 4.6.2). Анализируя эту карту, можно ответить на вопрос, несет ли альбуминовый ген у дефектных животных перестройки, например, делеции или инсерции коротких фрагментов ДНК. [c.240]

Можно сказать, что первый шаг в этом направлении сделал А. Гэррод. Он разработал концепцию врожденных нарушений метаболизма (разд. 3.6). Позже было показано, что гены определяют структуру белков и многие распространенные наследственные болезни связаны именно с дефектами ферментов. Введение в практику исследований методов анализа белков позволило выявлять изменчивость на уровне аминокислотных последовательностей, а после того как в 1953 г. Уотсон и Крик раскрыли структуру ДНК [1347], и был расшифрован генетический код, стало ясно, что различия в аминокислотных последовательностях объясняются заменами нуклеотидов в ДНК. [c.5]

Изучение мутаций у человека на уровне белков и ДНК (особенно мутаций гемоглобиновых генов) внесло большой вклад в понимание их молекулярной природы. Результаты этих исследований и результаты анализа структуры хромосом высоко разрешающими методами дифференциального окрашивания привели к размыванию грани между хромосомными и генными мутациями. Мы знаем теперь, что делеции и ин-серхщи возможны и на молекулярном уровне и что неравный кроссинговер может изменять микроструктуру [748]. Методы дифференциальной окраски позволили выявлять под микроскопом прежде неразличимые хромосомные перестройки. Следует помнить, что изменения хромосом, обнаруживаемые при дифференциальном окрашивании, отличаются на несколько порядков [c.142]

Информационным центром всего живого, определяющим ин-дивидуалыюс1ь каждого организма и вида, к которому он принадлежит, является геном. По определению он представляет собой совокупность всех генов организма с их регуляторными саитами и включает также молчащие" участки ДНК с неизвестными пока функциями. В простейшем Jlyчae ген содержит информацию о структуре одного полипептвда. В более сложных случаях он может кодировать несколько полипептидов, считываемых в одной или разных рамках, с частичным или полным перекрыванием генетической информации об этих полипептидах. В некоторых ситуациях можно говорить о гене, находящемся внутри другого гена. Белок кодирующие части гена могут быть разъединены интронами или даже находиться на разных хромосомах. Определенная функция организма зависит от одного или нескольких генов. Отсюда понятен интерес к анализу структуры и функций генов и геномов. [c.268]

Генетическая инженерия стала эффективным средством анализа структуры и функций генов. Теперь нет необходимости строить гапотезы о возможных проявлениях или последствиях тех или иных мутаций. Можно сконструировать любой наперед заданный, мутантный или рекомбинантный ген, ввести его практически в любой хромосомный локус любого организма и наблюдать эффект на уровне клеток или организма. Генетическая инженерия позволила добиться прогресса в решении фундаментальных проблем не только в генетике, но и в других областях биологии. [c.440]

Началась эпоха интегральных исследований геномов, которые образовали специфический раздел молекулярной генетики - геномику. Геномика сегодня занимается анализом структуры и функций геномов как интегрального функционального массива генов, их регуляторных элементов и других последовательностей, необходимых для функционирования генома. В круг ее интересов входит также анализ появившихся и закрепившихся в геноме паразитических эгоистических элементов, значимость которых для существования и эволюции геномов еще предстоит узнать. Начавшись с исследований генома человека, геномика значительно расширила диапазон своих интересов и включила в них множество модельных организмов - бактерии и дрожжи, нематоду, дрозофилу и мышь, геномы которых исследуются и сравниваются между собой для расшифровки структурных основ их функциональной организации. Возникло единое пространство геномной информации, которое стремительно наращивает свой информационный потенциал. Сравнительный анализ структур геномов различных организмов составляет отправную точку для функциональной геномики, которая призвана определять функциональную значимость вновь определяемых последовательностей. Концепция в гомологии структур зашифрована аналогия функций оказывается весьма плодотворной и помогает устанавливать функции генов человека на основании известных функций генов модельных организмов. Таким образом, современная молекулярная генетика оперирует в едином геномно-информационном поле, где информация о функциях генов в различных организмах интегрируется и распространяется на другие организмы. [c.6]

За последние годы в области медицинской геномики самые большие успехи были достигнуты при изучении моногенных болезней. На сегодняшний день известно более 3000 моногенных болезней, среди них такие, как фенилкетонурия, гемоглобинопатии, мышечные дистрофии и др. Для большого числа этих заболевании осуществлены картирование генов на хромосомах, их клонирование и анализ структуры (множество генов оказались новыми, неописанными ранее) и, наконец, установление мутаций, определяющих заболевание, а также анализ особенностей распределеня мутаций в различных популяциях. Многие гены, ответственные за наследственные болезни, были клонированы с использованием предварительно- [c.310]

ССТССССТССТТТТТСТСССС-З ), а его длина заеисит от числа копий этой единицы. Расщепление 58-рДНК эндонуклеазой НЬа, узнающей сайт СССС, облегчает анализ структуры, поскольку при этом образуются отдельные фрагменты длиной 21 п. н. В клетке обнаружено несколько транскриптов псевдогена, который отличается от функционального гена по 15 позициям. [c.167]

Суммарная длина нуклеотидных последовательностей генома человека соответствует 3 миллиардам. По данным разных авторов, такая гигантская нуклеотидная последовательность может содержать от 50 до 100 тыс. генов. В настоящее время известна структура около 7 тыс. генов. Изучение структуры генов - не конечная цель программы. Помимо анализа последовательности нуклеотидов, проводится их картирование. Каждый ген приписывается к определенной хромосоме в строго определенное место — локус, устанавливается расстояние между генами, составляется карта хромосом человека. В настоящее время картированы около 8 тыс. генов. Увеличению скорости картирования генов на хромосомах способствует выявление маркерных последовательностей для каждой хромосомы. Эти маркерные последовательности много раз повторяются вдоль хро.мосомы и как бы делят ее на офа-ниченные участки. Работа с таким не-больши.м участком хромосомы облегчает процедуру выделения гена. Благодаря существованию маркерных последовательностей, геном человека разбит на отдельные фрагменты, и каждый фрагмент в случае необходимости может быть легко размножен вне организма. [c.72]

Методом генетического анализа в исследованных немногочисленных случаях было установлено, что система хозяйской специфичности в случае ферментов И типа контролируется двумя (г и т) генами [64, 413]. Также в этих опытах была показана нежизнеспособность щтаммов с генотипом г+Ш [64, 413], что вполне понятно учитывая функцию метилазного компонента в системе двух сопряженных ферментов. На этом же этапе исследований было установлено, что гены ферментов рестрикции-модификации могут быть локализованы на плазмидах [167, 389]. В настоящее время предполагается, что некоторые гены гт расположены в бактериальных хромосомах [180, 194, 306, 350, 363, 389], хотя строго говоря этот вывод экспериментально подтвержден только в случае BsuR I [375]. Имеется пример фаговой локализации генов, контролирующих структуру ферментов RME oP 1, относящихся к 111-ему типу [184, 351]. В от- [c.100]

Анализ структуры генов RMPaeR7 указывает на возможность существования и других уровней контроля экспрессии, а именно на уровне использования кодонов. Согласно этому показателю гены RMPaeR7 близки к сильно экспрессируемым генам Е. oli. [c.108]

Иногда для достижения поставленной цели применяется метод поэтапного клонирования. На первом этапе клонируется ген метилазы. Для определения предположительной локализации рестриктазного гена проводится физическое картирование последовательностей донорной ДНК, окружающих ген метилазы. В качестве зонда для блот-гибридизации используется ген метилазы [147, 148] или синтетические олигонуклеотиды [124]. Донорная ДНК перед лигированием обрабатывается отобранными таким образом рестриктазами с целью вырезания фрагмента предположительно содержащего не только ген метилазы, но и рестриктазы. Однако не всегда реализация такого подхода дает положительный результат. Поучителен в этом отношении пример по клонированию генов гт Dde I [124]. В этом случае на первом этапе удалось клонировать только ген метилазы. Впоследствии это нашло объяснение в том, что при получении банка генов провели исчерпывающий гидролиз донорной ДНК рестриктазой Hind ni, которая как потом оказалось имеет сайт в гене рестриктазы. Для картирования генов гт Dde I методом блот-гиб-ридизации в качестве молекулярных зондов применили метилазный ген и смесь синтетических олигонуклеотидов, имеющих гомологию с геном рестриктазы. Структура олигонуклеотидов была предсказана на основе анализа аминокислотной последовательности N конца рестриктазы, выделенной в гомогенном состоянии из природного продуцента. В результате проведенных исследований было определено, что гены гт Dde I расположены на Pst I фрагменте хромосомной ДНК величиной 4,8 кб. Однако попытки клонировать этот фрагмент не дали [c.187]

Так же как и пуфы политенных хромосом (которые, возможно, имеют сходное строение), хромосомы типа ламповых щеток активно участвуют в транскрипции. Считают, что приблизительно 3% ДНК участвует в образовании мРНК, накапливающейся в ооците и функционирующей на ранних этапах эмбрионального развития [272]. Было бы логично предположить, что одна петля в хромосоме типа ламповых щеток,, подобно одному диску политенной хромосомы, играет роль транскрипционной единицы. Однако здесь мы сталкиваемся со следующим парадоксом количество ДНК, содержащееся в одном диске или в одной, петле, достаточно для детерминирования 30—35 белков среднего размера. Тем не менее при анализе тонкой генетической структуры хромосомы дрозофилы в каждом диске удается обнаружить не более одной единицы комплементации [273]. Из этого следует, что всего лишь 3% ДНК дрозофилы содержат структурные гены для синтеза белков. Что же делает остальная ДНК и почему мутации в ней не приносят вреда организму Ответы на эти вопросы до сих пор, к сожалению, не получены. [c.297]

Наиб, интенсивно в 70-х гг, развивались синтез олигонуклеотидов и генов исследования клеточных мембран и полисахаридов анализ первичной и пространста структур белков. В кач-ве примера можно указать на успешное изучение структуры важных ферментов (трансаминаза, Р-га-лактозидаза, ДНК-зависимая РНК-полимераза), защитных белков (у-глобулины, интерфероны), мембранных белков (аденозинтрифосфатазы, бактериородопснн). Большое значение приобрели работы по изучению строения и механизма действия пептидов-регуляторов нервной деятельности (т, наз. нейропептиды). [c.288]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология