Человек, размер генома

Гаплоидный набор человека состоит примерно из 310 пар нуклеотидов (п. н.). Если размер гена в среднем равен 3000 п. н., то, допустив, что гены не перекрываются, а транскрипция идет лишь в одном направлении, можно вычислить, что геном человека включает до 10 различных генов. Считается, что их в геноме человека не более 10 и лишь 10% геномной ДНК непосредственно кодируют белки. О функциональном значении остальных 90% известно крайне мало. [c.36]

Размеры и число интронов и экзонов в различных генах человека. Интроны выделены точками, экзоны - цветом. В двух последних примерах большая часть экзонов изображена в виде цветных линий, а не полосок, поскольку их размеры слишком малы по сравнению с размером генов. Длины сегментов ДНК выражены числом пар нуклеотидов. [c.23]

Несмотря на то что число идентифицированных локусов быстро увеличивалось, генетическая карта человека до самого последнего времени почти сплошь состояла из белых пятен. Рассмотрим такой пример. 1000 генов, каждый из которых имеет в среднем размер 10 т.п.н. (экзоны плюс интроны), составляют лишь 10 т.п.н. из 3-10 т.п.н. гаплоидного генома человека. Эти гены могут быть разделены миллионами пар оснований, что затрудняет применение метода прогулки по хромосоме или рекомбинационного анализа, поскольку число родословных, позволяющих проводить такой анализ, мало. Что же касается диагностики, то использование этих методов ограничивается отсутствием информации о мутантных генах и дефектных генных продуктах, ответственных за многие генетические заболевания. К счастью, теперь ситуация здесь в корне изменилась благодаря появлению нового подхода, на котором мы остановимся ниже. Этот подход позволяет проследить за судьбой генов в нескольких поколениях он пригоден для целей пренатальной диагностики, анализа распределения гена в популяции, анализа сцепления и картирования. Его можно использовать и для других организмов. Например, таким способом картируют хромосомы кукурузы, что имеет большое научное значение и может найти применение в сельском хозяйстве. [c.353]

B. С учетом того, что 2 нг клонированной ДНК дают полосу, равную по интенсивности той полосе, которую дают 10 мкг геномной ДНК (дорожки 11 и 12), рассчитайте, сколько копий гена U2 присутствует в геноме человека. (Размер ДНК в клоне бактериофага лямбда составляет 43 т.п.н., а в геноме человека содержится 3 млн. т. п. н.) [c.188]

Размер генов человека, число экзонов и интронов в них варьируют в широких пределах (табл. 1.6). [c.23]

Сильный подъем в применении КЭ, особенно КГЭ, а также появление в продаже промышленных приборов связаны с американским проектом "Геном человека". С помощью метода КГЭ практически полностью были разделены молекулы ДНК в реакции определения последовательности нуклеотидов ДНК или остаточных фрагментов. Из применяемых типов гелей в классическом планарном гелевом электрофорезе в капиллярах в качестве матриц применяют в основном акриламид, агарозу и целлюлозу. Эти гели очень сильно различаются по своим физическим свойствам, таким как вязкость, стабильность в электрическом поле, пористая структура и размер пор. [c.96]

Набор генетических элементов, обеспечивающих образование множества разных Н-цепей антител человека, включает около 95 Уд-доменов, 30 Dj -доменов, 6 Т -доменов и 5 основных константных (Са, Су, С5, Се, Сц) доменов. Локус к-генов содержит примерно 76 Ук-доменов, 5 jK-доменов и один константный (Ск) участок (рис. 19.9). Размер Н-локусов и к-генов - от 1 до [c.429]

Рис. 23.3. Кариограмма человека (мужчины), составленная на основе рис. 23.1. Аутосомы (неполовые хромосомы) разбиты на группы (от А до Ж) по размерам. Половые хромосомы выделены в отдельную группу X— женская, — мужская. Клетки человека содержат 22 пары аутосом и одну пару половых хромосом. Гены, содержащиеся в аутосомах, называют аутосомными, а гены, содержащиеся в половых хромосомах, сцепленными с полом.

Количество генов в геноме человека оценивается в 100 ООО. Размеры генома и число генов в различных организмах приведены в табл. 8.3. Нужно отметить, что большинство генов из генома молчит (у человека примерно V5 общего количества генов неактивны), т. е. не кодирует молекулярные процессы, жизненно необходимые для клетки и организма в целом. [c.286]

Естественно, что большой размер генома человека значительно осложняет определение индивидуального полиморфизма. На практике оказывается даже трудно установить, какую часть генома следует изучать. Однако методы манипуляции с ДНК получили такое мощное развитие (гл. 17), что удалось достичь значительного прогресса в идентификации генов для нескольких болезней человека. [c.49]

У человека в Y-хромосоме содержатся по крайней мере три гена, один из которых необходим для дифференциации семенников, второй требуется для проявления антигена гистосовместимости, а третий оказывает влияние на размер зубов. [c.80]

В течение долгих лет картирование человеческого генома продвигалось очень медленно. Появление методов генетики соматических клеток положило начало новой эры. Дополнительное ускорение в решении этой задачи было достигнуто благодаря применению генно-инженерных подходов. В настоящее время не существует принципиальных технических препятствий для получения полной карты генома человека. Однако вследствие огромного размера изучаемой ДНК этот процесс, конечно, займет многие годы. Установление функции всех последовательностей и понимание принципов организации генома видится в отдаленном будущем (см. табл. 18.7). [c.316]

Примером плейотропного гена у человека служит рецессивный ген, определяющий фенилкетонурию - болезнь, приводящую к серьезным умственным нарущениям. Люди, гомозиготные по этому гену и не подвергавшиеся лечению, отличаются от нормальных по уровню содержания фенилаланина в крови, по коэффициенту умственного развития (1Р), размеру головы, цвету волос (рис. 19.8). На примере фенилкетонурии можно проследить влияние внешней среды на экспрессивность гена. У новорожденных это заболевание выявляется с помощью простого биохимического теста в настоящее время скрининг новорожденных на фенилкетонурию в США и Великобритании является стандартной процедурой. Больные дети, которые с рождения находятся на диете с пониженным содержанием фенилаланина, становятся практически здоровыми людьми. [c.342]

Одним из самых ранних достижений человеческой цивилизации бьшо выведение сортов растений и пород домашних животньгх от диких предков. Отбирая особей, обладавших какими-либо желательными отклонениями, например более крупными размерами или более приятным вкусом и запахом, человек сохранял эти признаки путем искусственного разведения с применением избирательного размножения или опьшения. В результате непрерывной селекции человек создал породы домашних животных и сорта культурных растений, которыми мы располагаем сейчас. Как показывают археологические находки, человек проявил большое искусство в разведении крупного рогатого скота, свиней и домашней птицы и в выращивании зерновых культур и некоторых овощей. До того как стали известны работы Менделя, теоретические основы наследственности и отбора оставались неясными, однако это не ограничивало практические усилия человека. Если перейти на генетическую терминологию, то можно сказать, что человек сохраняет гены, желательные для достижения своих целей, и элиминирует те, которые его не устраивают. Производя отбор, он использует существующую в природе генетическую изменчивость, а также возникающие время от времени случайные мутации. [c.294]

Величина гена связана с размером того белка, который образуется под его контролем. В состав большинства белков входит в среднем 300—500 аминокислот. Если учесть, что молекулярная масса одной пары нуклеотидов равна 660, а ген среднего размера состоит из 1500 нуклеотидных пар, то молекулярная масса гена выразится величиной около 1 ООО ООО. Расчеты показывают, что у кишечной палочки имеется примерно 10 , у дрозофилы 10 , у человека 10 генов. Ген занимает примерно одну десятитысячную часть хромосомы. Как элемент наследственности ген входит в непрерывную линейную структуру хромосом. Каждый ген действует в системе целостного генотипа иа ряд признаков, и каждый признак определяется действием многих генов. Гены определяют последовательную цепь процессов морфологической и биохимической дифференциации организмов и непрерывно действуют на протяжении всей его леизни. [c.165]

Методы обнаружения нуклеотидных замен в геномной ДНК позволили исследователям разобраться в природе многих наследственных болезней человека. Эти методы дают возможность идентифицировать специфические мутации, приводящие к заболеванию [1—6], а также полиморфные участки ДНК, используемые в качестве маркеров в генетическом анализе [7—11]. Благодаря развитию методов выявления нуклеотидных замен стала реальностью пренатальная диагностика многих наследственных болезней человека. Если ген, отвечающий за заболевание, известен, соответствующую мутацию можно обнаружить в геномной ДНК или в РНК при помощи блот-гибридизации с использованием меченых олигонуклеотидов в качестве гибридизационных зондов. В том случае, когда мутировавшая нуклеотидная последовательность неизвестна, замены нуклеотидов можно определить по полиморфизму длины рестрикционных фрагментов <ПДРФ) [7]. ПДРФ обнаруживается по наличию или отсутствию сайта рестрикции во фрагменте геномной ДНК при гибридизации меченого ДНК-зонда с обработанной рестриктазами геномной ДНК, расфракционированной по размеру в агарозном геле и перенесенной на мембранный фильтр. Этот метод оказался очень эффективным для выявления как значимых мутаций, так и нейтрального полиморфизма в геноме человека и других организмов. Однако большую часть мутаций и полиморфных участков генома не удается обнаружить с помощью анализа ПДРФ, поскольку вероятность того, что замена нуклеотида изменит именно сайт рестрикции, низка. Так, например, многие точковые мутации гена р-глобина человека, вызывающие талассемию, не изменяют сайтов рестрикции, а потому не могут быть непосред- [c.123]

Число аминокислотных замещений за иоколеиие К можно вычислить из числа замещений за одно поколение для избранной группы белков и оценки числа генов в геноме. Кинг и Джукс (1969) исследовали замещения аминокислот в семи полипептидах, аминокислотные последовательности которых изучены у ряда позвоночных. Используя оценки времени, прошедшего после дивергепции от общего предка, они вычислили, сколько примерно замещений аминокислот происходит за год, что составило в среднем 1,6-10 . На основе изучения молекулярных весов Фогель (1964) вычислил, что у человека на геном приходится 4-10 нуклеотидов. Из расчета трех нуклеотидов на кодон это составляет 1,3-10 аминокислотных кодов на геном, что соответствует приблизительно 10 генам нормального размера. Тогда [c.224]

Клонируемые сегменты часто содержат не только определенный ген, но и протяженные участки примыкающей к нему ДНК. Если использовать в качестве зондов однокопийные фланкирующие фрагменты ДНК, то из геномной библиотеки можно выделить перекрывающиеся фрагменты. Это позволяет охватить протяженные области хромосомы и получить их детальные карты. В этих картах содержится информация и о структуре генов, и о их функции. Так, например, в виде перекрывающихся фрагментов был представлен сегмент ДНК человека размером 65 т. п. н., включающий пять генов Р-глобина человека, что позволило определить его нуклеотидную последовательность и локализовать кодирующие, регуляторные и вставочные последовательности. [c.11]

Большинство экспертов в области генетики человека считают, что число генов в геноме человека составляет от 50 ООО до 100 ООО. Размер генов варьирует в широких пределах — от 2 до 2000 килобаз (тысяч оснований молекулы ДНК — кЬ). Например, согласно сведениям 1994 г., распределение по размерам среди 253 генов следующее 23% генов — менее 10 кЬ, 36% — между 10 и 25 кЬ, 20% — между 25 и 50 кЬ, 13% — между 50 и 100 кЬ, 7% — между 100 и 500 кЬ и 1% — более 500 кЬ. [c.141]

Размеры генов человека могут колебаться от нескольких десятков пар нуклеотидов (п. н.) до многих тысяч и даже миллионов п. н. Так, самый маленький из известных генов содержит всего 21 п.н., а один из самых крупных генов — ген дистрофина — имеет размер более 2,6 млн п. н. [c.72]

Если ДНК человека разрезать с помощью рестриктаз на фрагменты длиной 2000 нуклеотидов (это близко к среднему размеру генов), то получится около 2 млн фрагментов. Найти в такой груде изучаемый ген можно, используя специальные затравки. Затравки представляют собой фрагменты одноцепочечной ДНК длиной около 20 нуклеотидов. Нуклеотидная последовательность одной затравки должна быть комплементарна З -концу одной цепи искомой последовательности ДНК, а второй затравки — З -концу другой цепи этой последовательности (рис. 4.24, цикл 1). Затравки в ПЦР функционируют как собственно затравки (см. рис. 4.4), а главное — как зонды, обнаруживаюш е и метящие изучаемую последовательность в молекуле ДНК. Если ставится задача поиска гена белка, то такие затравки можно [c.148]

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]

СТРУКТУРА ВЫСШЕГО ПОРЯДКА. Ни одно из крупных научных открытий последних лет не было овеяно такой славой, как начало расшифровки структуры ДНК. Идентификация гена классической генетики постепенно приводит к тому, что генетика из чисто биологической науки становится достоянием химии, биохимии, биофизики и других естественных наук. В популярном виде история ДНК изложена в интересной книге лауреата Нобелевской премии Джеймса Уотсона . Полная структура хотя бы одной молекулы ДНК все еш е не выяснена, может быть, потому, что ее размеры столь велики, а ведь длина молекулы ДНК, например кишечной палочки Es heri hia oli (бактерии, обитаюш ей в толстой кишке человека), в развернутом виде достигает 1 мм. [c.481]

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]

Первый химический синтез гена, осзтцествленный примерно 20 лет назад, потребовал многих человеко-лет работы. С той поры в этой области достигнуты замечательные успехи, и сейчас синтез гена того же размера один исследователь может выполнить всего за две недели. В промышленных лабораториях осушествлено несколько синтезов генов инсулина, а в Англии был проведен замечательный синтез гена интерферона. Оба этих белка перспективны при использовании в медидине. Их выгодно производить и с коммерческой точки зрения. Недавно выполнен синтез гена для фермента рибонуклеазы, позволяющий проводить в дальнейшем изменения в гене и тем самым открывающий возможность изменять физические и химические свойства белка желаемым образом. [c.172]

У млекопитающих повторяющаяся единица имеет существенно больший размер и включает транскрипционную единицу размером около 13 ООО п. н. и нетранскрибирующийся спейсер размером около 30 ООО п. н. Обычно гены располагаются в нескольких разбросанных кластерах, находящихся у человека и мыши в пяти и шести хромосомах соответственно. Возникает интересный вопрос каким образом механизмы коррекции, по-видимому функционирующие в пределах одного кластера и поддерживающие постоянство последовательностей рРНК, могут работать при наличии нескольких кластеров. [c.293]

Геном хлоропластов не был первым полностью расшифрованным геномом органелл. Первым оказался митохондриальный геном человека относительно малые размеры сделали его особенно привлекательным объектом для молекулярных генетиков, вооруженных новейшей методикой секвенирования ДНК (см. разд. 4.6.6), и в 1981 г. была опубликована полная последовательность этого генома, состоящая из 16569 пар нуклеотидов. Сопоставляя ее с известными нуклеотидными последовательностями тРНК и частичными аминокислотными последовательностями белков, кодируемых генами митохондрий, удалось определить на кольцевой молекуле ДНК локализацию всех этих генов (рис. 7-70). По сравнению с геномами ядра, хлоропластов и бактерий митохондриальный геном человека имеет несколько поразительных особенностей [c.490]

Каждая молекула ДНК упакована в отдельную хромосому, а вся генетическая информация, хранящаяся в хромосомах организма, называется геномом. Геном бактерии E. oli содержит 4,7 х 10 нуклеотидных пар, составляющих единственную молекулу ДНК (одна хромосома). Геном человека представлен 6 х 10 парами нуклеотидов, распределенных в 46 хромосомах (22 пары аутосом и 2 отличающиеся друг от друга половые хромосомы), и, следовательно состоит из 24 типов молекул ДНК. У диплоидных организмов, таких как мы с вами, имеется по две копии каждого типа хромосом, одна из этих копий наследуется от матери, а другая от отца (за исключением половых хромосом самцов, которым Y-хромосома всегда достается от отца, а Х-хромосома-от матери). Итак, типичная клетка человека содержит 46 хромосом и около 6 х 10 нуклеотидных пар ДНК. Другие млекопитающие имеют геном примерно такого же размера. Теоретически это количество ДНК можно упаковать в куб со стороной 1,9 мкм. Для сравнения, 6 х 10 букв в такой книге заняли бы более миллиона страниц, и ее объем оказался бы в 10 раз больше. [c.95]

Таблица 9-1. Размер некоторьгх генов человека в тысячах ггугслеотггдов

Справочник химика 21

Химия и химическая технология