ДНК центромерные последовательности

Дупликации сравнительно небольших участков ДНК, состоящих из нескольких нуклеотидов, входящих в состав одного гена или соседних генов, происходят в процессе эволюции весьма часто. Около 10% генома мыши составляют высокоповторяющиеся нуклеотидные последовательности, причем каждый такой участок содержит около 10 нуклеотидов и повторяется тандемно примерно 10 раз (гл. 9). В основном эти последовательности сосредоточены в гетерохроматиновых центромерных участках хромосом. Другие, более длинные последовательности повторяются реже они рассеяны среди уникальных последовательностей ДНК и транскрибируются вместе с ними (см. рис. 9.5). Участки с высокой и умеренной повторностью нуклеотидных последовательностей имеются в генотипах многих млекопитающих, а также у представителей других классов животных и у растений. [c.40]

Из многих дрожжевых хромосом были выделены последовательности ДНК, важные для функции центромеры. Эти центромерные последовательности сообщают самореплицирующимся кольцевым плазмидам в клетках дрожжей два свойства, характерные для хромосом. В результате их встраивания, во-первых, уменьшается число копий плазмид на клетку до одной или двух и, во-вторых, осуществляется правильная сегрегация в митозе, так что каждой дочерней клетке передается по одной плазмиде. [c.253]

Видоспецифичные сателлитные ДНК. Каждый вид имеет характерный набор центромерных сателлитных последовательностей, отличный от соответствующего набора даже у близкородственного вида данного рода. Этот факт, замечательный с точки зрения высокой консервативности последовательностей и геномной синтении, создает серьезные трудности при объяснении функций сателлитов. Чтобы проиллюстрировать возникающие здесь проблемы, рассмотрим сателлитные последовательности некоторых организмов. [c.191]

III состоит из 11 п. н. и почти полностью гомологичен во всех известных центромерах. Ни в одной из центромерных последовательностей нет открытых рамок считывания. [c.353]

Модель структуры дрожжевой хромосомы, основанная на данных о строении EN . Функциональные центромерные последовательности, содержащие злементы I, II и III (220 п. н.), фланкированы хроматином с типичными нуклеосомами. Эти последовательности связываются со [c.212]

На основе такого механизма нелегко объяснить потерю обеих центромерных последовательностей напротив, в соответствии [c.483]

ДНК области начала репликации может быть выделена благодаря ее способности поддерживать репликацию любой последовательности ДНК, к которой она присоединена. Принцип такого подхода состоит в клонировании ДНК из области, несущей точку начала репликации, в такой молекуле ДНК, которая имеет подходящие генетические маркеры, но утратила точку начала. Подобная реконструкция приведет к образованию плазмиды, способной автономно реплицироваться лишь в том случае, если ДНК из области точки начала репликации будет содержать все необходимые для функционирования последовательности. (Такой подход был использован для идентификации центромерной или теломерной ДНК у дрожжей по их влиянию на выживаемость плазмиды гл. 28.) [c.398]

Эти данные вместе с результатами молекулярно-биологических исследований (см. ниже) позволяют сформулировать интегральную модель хромосомы она состоит из единственной двойной спирали ДНК, объединенной с гистонами в нуклеосомы. Некоторые районы этой двойной спирали представлены в основном повторяющимися последовательностями, высокоповторяющиеся копии сателлитной ДНК могут быть рассеяны по геному. Участки, богатые повторяющимися последовательностями (в первую очередь в центромерной области и во вторичных перетяжках), обнаруживают признаки конститутивного гетерохроматина. Заметим, однако, что преобладающими в молекуле ДНК являются все-таки уникальные последовательности длиной в 2 ООО (и больше) нуклеотидных пар. Они рассеяны между мало и умеренно повторяю- [c.120]

Рис. 11-52. Одна из многих возможных схем, объясняющих прочную связь сестринских хроматид в метафазе и их внезапное разделение в анафазе. Каков бы ни был истинный механизм этого явления, центромерная ДНК должна обладать двумя особыми свойствами 1) быть способной организовать кинетохор и 2) оставаться спаренной со своим гомологом в сестринской хроматиде до начала анафазы. Недавно с помощью метода, использующего рекомбинантные ДНК, из различных центромер дрожжей были выделены молекулы ДНК. Оказалось, что свойства центромеры определяются последовательностью ДНК длиной менее 1000 пар оснований.

EN - центромерная нуклеотидная последовательность. [c.61]

Другим способом использования доступных центромерных последовательностей может быть их модификация in vitro с последующим введением в дрожжевые клетки, в которых они могут заменить соответствующие центромеры хромосом. Если хромосомная центромера заменена fiN-фрагментом, из которого удалены консервативные последовательности, то соответствующая хромосома ведет себя в митозе, как ацентрический фрагмент она не может нормально сегрегировать. Это прямо показывает, что С ЛГ-фрагмент действительно несет информацию, необходимую для функционирования центромеры. [c.353]

Распространяется ли фазирование нуклеосом от центромерной последовательности, или же это свойство самих фазированных последовательностей В плазмиде, содержащей эти последовательности, но не имеющей центромерной области, фазирование сохраняется. Из этого следует, что естественная центромерная область характеризуется двумя особенностями. Консервативная последовательность образует некую безпуклеосомную структуру. А фланкирующим последовательностям присуща способность фазировать свои нуклеосомы. [c.392]

Клонирование дрожжевых EN-областей. С помощью детального генетического картирования хромосом S. erevisiae выявлены некоторые гены, расположенные очень близко к центромерам. Например. ген МЕТЫ, необходимый для биосинтеза метионина, тесно сцеплен с центромерой хромосомы 11 ( fiVll). Такое сцепление позволило провести клонирование самой центромерной последовательности. С помощью дрожжевого синтетического плазмидного вектора была создана библиотека геномных последовательностей дрожжей, а затем выделена колония, содержащая плазмидный вектор с геном MfT 14 (рис. 9.49). По данным генетического анализа, эта плазмида, по-видимому, содержит также и функциональную центромеру, поскольку она стабильно сохраняется в дрожжевых клетках, число ее копий ограничивается одной плазмидой на клетку и она сегрегирует при митозе и мейозе как истинная мини-хромосома . Путем [c.210]

Искусственные дрожжевые хромосомы (YA ) предназначены для клонирования больших фрагментов ДНК (100 т. п. н.), которые затем поддерживаются в дрожжевой клетке как отдельные хромосомы. УАС-система чрезвычайно стабильна. С ее помощью проводили физическое картирование геномной ДНК человека и анализ больших транскриптонов, создавали геномные библиотеки, содержащие ДНК индивидуальных хромосом человека. YA -вектор напоминает хромосому, поскольку он содержит последовательность, функционирующую как сайт инициации репликации ДНК (автономно реплицирующуюся последовательность), сегмент центромерной области дрожжевой хромосомы и последовательности, образующиеся на обоих концах при линеаризации ДНК и действующие как теломеры, обеспечивающие стабильность хромосомы (рис. 7.3). При встраивании чужеродной ДНК в YA может происходить нарушение рамки считывания маркерного дрожжевого гена. В результате продукт этого гена не образуется, и при выращивании клеток на специальной среде можно наблюдать цветную реакцию. Кроме того, некоторые YA -векгоры несут селективный маркер, независимый от сайта клонирования. Несмотря на все преимущества, YA пока не использовались для промышленного синтеза гетерологичных белков. [c.137]

B. Предложите механизм удаления одной из центромерных последовательностей из дицентричных плазмид в дрожжах. Может такой механизм быть причиной потери обеих центромерньн последовательностей в некоторых плазмидах [c.254]

A. Дицентричные плазмиды устойчивы в бактериях, потому что механизм расхождения хромосом у них полностью отличается от того, который действует у дрожжей. Бактериальные хромосомы прикрепляются к специальным участкам клеточной мембраны, которые постепенно расходятся в результате образования мембраны между ними. Деление происходит между двумя участками прикрепления, и каждая дочерняя клетка получает одну хромосому. Таким образом, бактерии индифферентны к присутствию центромерных последовательностей плазмидной ДНК-очень удачно для исследователей, желающих клонировать центромерную ДНК. [c.483]

Б. Причины нестабильности дицентричных плазмид в дрожжах те же самые, что лежат в основе неустойчивости дицентричных хромосом у высших эукариот. Если две центромерные последовательности прикреплены к противоположным полюсам, то в результате действия силы, приложенной аппаратом веретена к молекуле ДНК, может разрушиться ее фосфодиэфирный скелет. Примерно в половине случаев плазмида должна, по-видимому, сама ориентироваться на веретене так, чтобы две центромеры прикреплялись к противоположным полюсам. Следовательно, вероятность разрушения плазмиды при каждом клеточном делении очень высока, чем и объясняется нестабильность. [c.483]

С НИМ одна центромерная последовательность должна остаться ведь как только дицентричная плазмида превратится в моно-центричную, она станет стабильной. Утрата обеих центромерных последовательностей, по-видимому, связана с иным, нежели простой разрыв, механизмом. Один из возможных путей (он следует в основном из общих сведений о дрожжах, которые мы здесь не приводим) заключается в том, что разорванные концы расщепляются экзонуклеазами. Эти ферменты иногда удаляют оставшуюся центромерную последовательность перед тем, как фрагмент замкнется в кольцо (рис. 13-16). [c.484]

В результате проведенных исследований было установлено, что в молекулах ДНК бактериофагов почти все последовательности нуклеотидов уникальны, т. е. встречаются один раз. В ДНК бактерий большинство генов также уникальны, но некоторые последовательности (кодирующие транспортные и рибосомные РНК) повторяются по нескольку раз. В геноме эукариотов уникальные последовательности нуклеотидов, т. е. структурные гены, несущие информацию о структуре специфических белков, составляют около 60% ДНК. Остальную часть ДНК составляют повторяющиеся последовательности. От 10 до 25% генома животных представлено умеренно повторяющимися последовательностями. Они являются структурными генами продуктов, необходимых ктетке в больших количествах. Это гены рибосомных и транспортных РНК, белков гистонов, отдельных цепей иммуноглобулинов. Они, как правило, расположены в ДНК в виде тандемных повторов, т. е. друг за другом, один ген отделяется от другого спейсером (от англ. spa er — промежуток). В группу умеренно повторяющихся последовательностей входят также участки ДНК, выполняющие регуляторные функции. Кроме того, в ДНК эукариот встречаются часто повторяющиеся последовательности (10 —10 раз). В основном это сате-литная ДНК, обнаруживаемая в центромерных областях хромосом, участвующая, по-видимому, в спаривании и расхождении хромосом. [c.178]

Как можно убедиться, процесс мейоза в принципе несложен и заключается в двух последовательных делениях ядра, при которых хромосомы удваиваются только один раз. Однако в своих деталях мейоз представляет сложное явление и у разных организмов идет несколько различными путями. Наиболее сильные отклонения от нормального течения мейоза наблюдаются у тех организмов, хромосомы которых не имеют обособленной центромеры в этом случае центромерными свойствами обладает хромосома по всей своей длине. Такие случаи известны у некоторых насекомых и у явнобрачных растений рода Ьиги1а. [c.104]

Если за расхождение хромосом отвечает последовательность ДНК в центромере, то любая молекула ДНК, имеющая эту последовательность, будет надлежашцм образом двигаться в процессе клеточного деления, тогда как ДНК без этой последовательности утратит такую способность. Это предсказание было использовано для выделения центромерной ДНК у дрожжей S. erevisiae. У хромосом дрожжей нет заметно выраженных кинетохоров, как у хромосом высших эукариот. В то же время митотическое деление и расщепление в мейозе происходят с помощью аналогичных механизмов. [c.352]

Последовательность ДНК Tetrahymena можно заменить некоторыми фрагментами дрожжевой ДНК, содержащими родственные последовательности. Пока что они выделены в виде фрагментов размером около 4 т.п.н. Предстоит доказать, что они являются естественными те-ломерами дрожжевых хромосом. Для того чтобы выяснить, как они функционируют, следует провести исследования такого же типа, как и при изучении центромерной ДНК-а именно использовать метод уменьшения размера и индуцировать мутации. [c.354]

Подобные структурные изменения хроматина могут происходить у дрожжей в области центромеры. В данном случае кажется вероятным, что вместо видимого кинетохора сама нить хроматина вьшолняет функцию центромеры. Строение центромерной области было исследовано методом непрямого концевого мечения с использованием коротких фрагментов ДНК в качестве зОпдов. С помощью зондов были идентифицированы два сверхчувствительных к ДНКазе I сайта, локализованные с обеих сторон от областей I и III. Это короткие консервативные последовательности центромерной ДНК, приведенные на рис. 28.11. Область размером 220-250 п.н. между двумя сверхчувствительными сайтами защищена от нуклеазного расщепления. [c.392]

Большая часть быстро гибридизуюшихся цепей ДНК обычно состоит из очень длинных тандемных повторов одной короткой последовательности нуклеотидов (рис. 10-69). Повторяющаяся единица в подобной последовательности может быть представлена даже одним или двумя нуклеотидами, однако большинство повторов длиннее у млекопитающих они обычно составлены из вариантов одной короткой последовательности, организованной в повтор размером в несколько сот нуклеотидов. Такие тандемные повторы простой последовательности называются сателлитной ДНК, поскольку первая обнаруженная ДНК такого типа имела необычный нуклеотидный состав, что давало возможность отделить ее от тотальной клеточной ДНК в виде минорного компонента (или сателлита ). Обычно последовательности сателлитной ДНК не транскрибируются и чаще всего локализованы в гетерохроматине центромерных областей хромосом (см. разд. 10.3.8). У некоторых млекопитающих на долю сателлитной ДНК приходится 10% и более от всей [c.242]

Сателлитная ДНК Многие виды ДНК, особенно относящиеся к фракциям высокоповторяющихся последовательностей, характеризуются как сателлитная ДНК. При центрифугировании фрагментированной ДНК в градиенте плотности хлористого цезия выявляется основная полоса или пик. По обе стороны от основного пика часто видны маленькие пики. Соответствующая им ДНК и называется сателлит-ной. Количество и локализация пиков сател-литной ДНК видоспецифичны (рис. 2.79). Локализация пиков в градиенте плотности хлористого цезия определяется нуклеотидным составом последовательностей. Отдельный пик может стать заметным только в том случае, если состав этой фракции отличается от состава основной фракции ДНК. В хромосомах сателлитная ДНК обычно соответствует конститутивному гетерохроматину. У человека она находится также вне центромерной области в Y-хромосоме и в хромосомах 1, 9 и 16. Она [c.116]

Если сайт для какой-то рестриктирующей эндонуклеазы находится в каждом из повторов тандемного кластера, то такой кластер расщепляется на фрагменты, длина которых равна длине повторяющейся единицы (рис. 9.26,/4). При гель-электрофорезе суммарной геномной ДНК, окрашенной бромистым этидием, набор этих фрагментов одинаковой длины очень часто образует отдельную полосу. ДНК, элюированную из этой полосы, можно сразу подвергнуть предварительному секвенированию. Полученная таким образом каноническая консенсусная последовательность не обязательно соответствует последовательности любой из повторяющихся единиц, поскольку, как мы уже говорили, такие единицы в центромерных тандемных повторах редко бывают идентичными. Обычно они образуют семейство, члены которого отличаются друг от друга одним или более нуклеотидным остатком. Некоторые из них дивергировали в результате случайных нуклеотидных замен. Иногда нуклеотидные замены обнаруживаются сразу в нескольких или во всех единицах какой-то части кластера. Если часть кластера существенно отличается от сателлитной последовательности в целом, то говорят о субкластере или о сателлитном домене. Секвенирование клонированных сателлитных повторов, доменов и мономерных повторяющихся единиц показало, что то, что раньще представлялось совершенно гомогенной последовательностью, на самом деле есть совокупность в значительной степени различающихся единиц. [c.189]

D.melanogaster (табл. 9.13). Хотя эти мухи и относятся к одному роду, их центромерные сателлитные последовательности существенно различаются с повторами D.melanogaster сходен лишь повтор 1с [c.192]

Такие сложные структуры характерны не только для бычьей сателлитной ДНК. В сателлитах у других организмов, несмотря на их видоспецифичность. также имеются последовательности, встречающиеся относительно редко и более часто. Главный центромерный сателлит Mus mus ulus, например, имеет в своей основе повторяющуюся единицу длиной 234 п.н. В каждой из таких единиц имеется по [c.192]

Широкая распространенность сателлитных последовательностей, их локализация и большой объем содержащейся в них ДНК наводят на мысль, что они выполняют какие-то важные функции. Для выяснения функций этих областей хромосом долгое время использовали цитогенетический анализ гетерохроматина, который обьино считают синонимом сателлитной ДНК. Рассматривались самые разные клеточные функции, прежде всего процессы, происходящие при митозе и в клетках зародышевой линии, в частности хромосомные перестройки, спаривание и расхождение хромосом и рекомбинация. Было высказано предположение, что сателлитные последовательности столь же важны для функционирования генома, как и остальная его часть. Однако, несмотря на огромное количество экспериментальных работ, окончательный вывод так и не был сделан. В настоящее время сателлитным последовательностям не приписывается никаких фенотипических эффектов и, следовательно, никаких функций. Об отсутствии у них таких функций свидетельствуют следующие факты. Функционально активные центромеры S. erevisiae не содержат центромерных сателлитов (разд. 9.6). Мутанты Drosophila, у которых отсутствует большая часть или весь центромерный гетерохроматин, функционируют нормально. Значительная вариабельность нуклеотидной последовательности сателлитной ДНК даже у родственных видов наводит на мысль о ненужное ги этой ДНК вообще. Кроме того, недавно полученные данные показывают, что количество сателлитной ДНК в области центромеры и ее организация существенно различаются даже у особей одного вида. То же самое относится и к а-сателлитным последовательностям человека. Изменчивость минорных центромерных сателлитов характерна также для африканской зеленой мартышки. Эти данные позволяют предположить, что для функционирования центромер не важны ни число, ни точная нуклеотидная последовательность тандемных повторов. [c.194]

Смотреть страницы где упоминается термин ДНК центромерные последовательности: [c.446] [c.176] [c.95] [c.253] [c.254] [c.254] [c.483] [c.446] [c.138] [c.116] [c.9] [c.9] [c.218] [c.219] [c.191] [c.191] [c.191] [c.191] [c.192] [c.192] [c.195]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология