Определение числа копий гена

Определение числа копий гена [c.262]

Но имеется также и другой класс генов, существующих в виде множества последовательностей, кодирующих один и тот же белок (или иногда белки, обладающие большим сходством). Такие гены бывает трудно или даже невозможно выявить с помощью мутаций, поскольку инактивация одной из копий гена не нарушит работу остальных. Генетические данные, таким образом, относятся скорее к генам первого типа, поэтому нам следует обратиться к прямому анализу ДНК генома для определения числа и процентного содержания в геноме уникальных и повторяющихся генов. [c.230]

Изменения в относительном соотношении компонентов генома иногда происходят во время соматического развития. Хорошо известно, например, увеличение числа копий определенных генов у личинок насекомых. Благодаря возможности отбирать варианты клеток с увеличенным числом копий определенного гена показана случайная амплификация генов в культуре клеток млекопитающих. Инициируемое внутри генома событие амплификации способствует созданию дополнительных копий гена, которые существуют либо в составе хромосомы, либо в форме внехромосомных элементов. [c.490]

Последствия неравного кроссинговера. Последствия показаны на рис. 3.44. Пока дупликация остается гетерозиготной, все гаметы будут содержать либо одну, либо две копии дуплицированного гена. Однако, когда дупликация становится гомозиготной, возникают другие типы гамет. В результате неравного кроссинговера могут образоваться, с одной стороны, гаметы с единственной копией, а с другой - гаметы, содержащие три, а в последующих поколениях и большее число копий данного гена (рис. 3.44, 3.45). Если вероятность неравного кроссинговера не слишком мала, то довольно быстро создается высокая изменчивость по числу гомологичных хромосомных сегментов, которые, оставаясь сходными по первичной структуре, различаются по положению. Если отбор благоприятствует определенному числу таких хромосомных сегментов, то вскоре это число станет наиболее распространенным. Затухание отбора приведет к увеличению из- [c.229]

Под словом ген я имею в виду генетическую единицу, которая достаточно мала, чтобы сохраняться на протяжении многих поколений и распространяться вокруг в большом числе копий. Это не жесткое определение типа все или ничего , но определение несколько расплывчатое, подобное таким определениям, как большой или старый . Чем больше вероятность того, что данный участок хромосомы будет разорван при кроссинговере или изменится в результате разного рода мутаций, тем меньше он заслуживает названия гена в том смысле, который я вкладываю в этот термин. По-видимому, под это определение подпадает цистрон, но это могут быть и крупные единицы. Десяток цистронов может располагаться в хромосоме в такой тесной близости, что для наших целей их можно считать одной долгоживущей генетической единицей. Хорошим примером служит кластер, определяющий мимикрию у бабочек. Когда цистроны покидают одно тело и входят в следующее, используя сперматозоид или яйцеклетку для путешествия в следующее поколение, они, вероятно, могут обнаружить на своем маленьком кораблике своих ближайших соседей по предыдущему путешествию — старых товарищей, вместе с которыми они совершили долгое путешествие, начавшееся в телах очень далеких предков. Соседние цистроны, лежащие в той же хромосоме, образуют тесно сцепленную группу попутчиков, которым лишь в редких случаях не удается взойти на борт того же судна , когда наступает время мейоза. [c.32]

Амплификацию гена, т. е. увеличение числа копий определенной последовательности ДНК, теперь можно выявить и измерить в различных эукариотических клетках. Более того, по [c.304]

Анализ клонов ТК -трансформантов показал, что вводимый вирусный ген ковалентно связывается с хромосомной ДНК клетки. Независимо выделенные клоны трансформантов различались по местам интеграции чужеродной ДНК, следовательно, встройка экзогенной последовательности не происходит только по определенной хромосоме или ее району. Многие исследователи отмечали широкую вариабельность получаемых клонов трансформантов по числу копий интегрированного гена tk (от одной до нескольких десятков на геном клетки). При этом в каждой клетке (клоне) встройка трансформирующей ДНК происходит в виде множественных тандемных повторов чаще всего в единственное место на одной из хромосом. [c.341]

Впервые Alu-последовательности были выделены и клонированы (случайным образом) из ДНК человека (рис. 9.41), и исходя из этих данных была построена каноническая последовательность. Затем клонированные члены Alu-семейства использовали в качестве зондов для определения числа копий методом кинетики реассоциации. Было обнаружено 9 10 копий Alu-последовательностей на гаплоидный геном (или около 9% геномной ДНК человека). В среднем на каждые 5 т.п.н. генома человека и других приматов Старого Света приходится одна Alu-последовательность. С Alu-зондами гибридизуется ДНК более 90% рекомбинантных фагов, содержащих хромосомную ДНК человека, а больщинство из клонированных сегментов длиной 15-20 т.п.н. содержит более одного члена Alu-семейства. Соседние Alu-последовательности могут располагаться друг относительно друга в любой ориентации, поэтому некоторые из них входят во фракцию схлоп-нувщейся геномной ДНК. Например, из восьми Alu-последовательностей в пределах сегмента ДНК длиной 65 т.п.н, которые входят в состав мультигенного семейства генов -глобина, пять ориентированы в одном направлении, а три-в другом (рис. 9.42). [c.202]

Выделенные из дрожжей реплицированные линейные рекомбинантные молекулы (рис. 9.53, В) использовались в качестве векторов для клонирования самих теломер дрожжей. Один из необычных концов сначала удалили, расщепив дуплекс соответствующей рестриктирующей эндонуклеазой (рис. 9.53,/1- К отрезанному концу пришили рестрици-рованную дрожжевую ДНК. После трансфекции были отобраны клетки, содержащие молекулы, которые реплицировались в дрожжевых клетках как стабильные линейные ДНК (рис. 9.53, Г). Функциональные дрожжевые теломеры, вьщеленные путем субклонирования, использовали для определения числа копий этих последовательностей в геноме дрожжей. Оказалось, что на гаплоидный геном приходится 30-40 таких копий именно столько, сколько и должно быть при условии, что гомологичные сегменты находятся на каждом из концов всех 16 хромосом дрожжей. [c.214]

Определение числа копий. Одна полоска содержит Есо Rl-гидролизат 30 мкг ДНК цыпленка, другие - клонированный сегмент гена овальбумина длиной 2,35 т,п,н, в количествах, эквивалентных 0,5 1 2 и 5 копиям (на гаплоидный геном) овальбуминового гена в общем количестве, представленном в 30 мкг ДНК цыпленка. Электрофорез проводили в агарозном геле. На рисунке дано схематическое изображение радиоавтографа, полученного после отжига ДНК, перенесенной на фильтр, с Р-меченным фрагментом размером 2,35 т,п,н. Плотность полоски с ДНК цыпленка соответствует одной гаплоидной копии. [c.339]

В некоторых яйцеклетках процесс накопления дополнительной ДНК идет еще дальше, приводя к образованию добавочных копий определенных генов. В главе 8 мы уже видели, что для образования достаточного числа рибосом, на которьгх происходит синтез бежов, соматическим клеткам большинства организмов требуется от 10 до 500 копий генов рибосомиой РНК. Поскольку яйцеклетки нуждаются в еще большем количестве рибосом для белкового синтеза на ранних стадиях эмбриогенеза, в яйцах некоторьа амфибий гены рРНК амплифицируются, образуя 1-2 млн. копий (рис. 14-29). [c.31]

Живые клетки имеют точно запрограммированные механизмы, регулирующие синтез различных белков таким образом, что в любой клетке присутствует определенное количество молекул каждого белка, позволяющее ей осуществлять свои метаболические процессы плавно и с максимальной эффективностью. Мы уже знаем, что ДНК Е. соИ содержит гены для более чем 3000 разных белков. Однако 3000 белков Е. соН присутствуют в клетке не в одинаковых количествах. Реально число копий отдельных белков может быть различным более того, число копий некоторых из них постоянно, тогда как число копий других может варьировать. Одна клетка Е. oli содержит около 15000 рибосом значит, каждый из 50 (или большего числа) рибосомных белков присутствует в клетке в 15 ООО копий. Число копий гликолитических ферментов также, по-видимому, поддерживается в клетке на постоянном и очень высоком уровне. Вместе с тем р-галактозидаза обычно присутствует в клетке Е. соИ в очень малых количествах-всего около пяти молекул. Однако, как мы увидим ниже, число молекул этого фермента может резко увеличиваться в ответ на изменения в доступности определенных питательных веществ в окружающей среде. Благодаря регуляции синтеза ферментов в клетках любого типа создается правильный набор ферментов, обеспечивающий нормальное протекание основных клеточных процессов. Регуляция позволяет также бактериям экономно использовать аминокислоты для синтеза тех белков, которые нужны им лишь [c.953]

Существование внутригенной комплементации на самом деле не снижает основной ценности определения гена, данного Бензером. Ее легко объяснить, исходя из представления о четвертичной структуре белков. Как мы уже видели в гл. IV, многие белки осуществляют свою биологическую функцию лишь в том случае, если они находятся не в виде отдельной полипептидной цепи, а в составе четвертичной структуры, образованной из двух или большего числа полипептидных цепей. Так, мы уже упоминали, что Р-галактозидаза представляет собой агрегат, состоящий нз четырех идентичных полипептидных цепей. Рассмотрим теперь /5-мутацию в гене, определяющем белок, который проявляет свою ката-.литическую активность, лишь находясь в форме комплекса, построенного из четырех идентичных полипептидных цепей. В этом случае мутантный фенотип 1з, очевидно, возникает в результате появления в одном из участков мутантной полипептидной цепи неподходящей аминокислоты. Вследствие этого интервал температур, в котором агрегат, состоящий из четырех цепей, может принимать физиологически активную четвертичную структуру, оказывается суженным. Это значит, что, хотя при пермиссив-ной температуре 25 °С такой агрегат сохраняет свою активность, при 42 °С он денатурирует. Допустим теперь, что в одной и той же клетке присутствуют две копии гена, определяющего рассматриваемый белок, и, как в цис-транс-тесте, эти копии несут разные мутации. Тогда должны возникнуть гибридные агрегаты мутантного белка, из четырех полипептидов которого часть синтезирована под контролем одного, а часть — под контролем другого /5-мутантного гена. В этом случае существует возможность, что интервал температур, в котором гибридный мутантный агрегат образует функционально активную структуру, окажется шире интервала температур для образования функционально активных агрегатов, состоящих только из одного типа мутантных полипептидов. Это значит, что два разных замещения аминокислот в первичной структуре белка, вызванные двумя й-мутациями, могут привести к взаимной компенсации. В результате такой компенсации агрегат из мутантных полипептидов, так же как и белок дикого типа, сохраняет стабильность в широком интервале температур. [c.314]

Поскольку этот метод имеет ограниченную разрешающую способность, структурные гены, обнаруживаемые в составе неповторяющейся ДНК, не обязательно являются уникальными. Они могут быть представлены небольшим числом копий, но это число несомненно должно быть меньше, чем, скажем, три или четыре. Для определения точного числа копий необходимо выделить ДНК, соответствующую индивидуальным мРНК. Это требует перехода от метода исследования кинетики гибридизации к методам, описанным в следующей главе. [c.230]

То, что определенная мутация по ядерным генам может нарушать синтез определенного белкового компонента, проще всего объяснить тем, что она затронула уникальный структурный ген. Из этого следует, что должны существовать количественные различия в представительстве белковых компонентов, кодируемых генами органелл и ядерными генами, поскольку копий митохондриального генома намного больше (см. табл. 22.2). По-видимому, ядерные гены экспрессируются более эффективно. Наличие таких различий было прямо подтверждено в случае одного из ферментов хлоропластов, рибу-лозобисфосфат-карбоксилазы кукурузы, большая субъединица которой кодируется геном органеллы, присутствующим в клетке в виде большого числа копий, а малая субъединица кодируется ядерным геном, представленным неповторяющейся ДНК. [c.284]

Между размерами генома и числом гистоновых генов нет определенной зависимости. Следовательно, можно думать, что у разных видов гены гистонов должны экспрессироваться с разной эффективностью. Однако повторяемость гистоновых генов-общее свойство, существенное для образования гистонов. Обычно в геноме имеется одинаковое число копий каждого гистонового гена. В геноме цыпленка частота их повторяемости равна примерно 10, у млекопитающих-примерно 20. Эта величина возрастает примерно до 40 у X. laevis и примерно до 100 у D. melanogaster. У нескольких видов морских ежей каждый гистоновый ген имеет 300-600 копий. [c.289]

В соответствии с моделью внезапной коррекции периодически весь кластер генов заменяется новым набором копий, происщедщим от одной или в крайнем случае от очень небольщого числа копий из генома предьщущего поколения. Чтобы отбор был достаточно эффективным, периодически должно означать каждые несколько поколений. Однако на практике любой механизм должен быть основан на регулярной повторяемости, поэтому периодически означает каждое поколение. Небольшое число копий, дающих начало новому кластеру,-это исходный набор, на который воздействует естественный отбор отбрасываемые копии не подвергаются отбору. Исходные копии могут составлять определенный набор или могут быть отобраны случайным образом. [c.296]

В предельном случае вместо повторяющихся генов в клетках каждого типа могла бы находиться одна копия гена, который должен экспрессироваться. Каждая копия при этом регулировалась бы своим способом, специфическим для данного типа клеток. Независимо от того, коди- руют ли гены идентичные или сходные белки, не возникает проблем с осуществлением естёственного отбора, если имеется потребность в каждом гене в определенный момент времени или в определенном месте. Конечно, некоторые гены (может быть, их и большинство) присутствуют в количестве большем, чем одна копия на, генр.м. Нам до сих пор не известно, регулируется ли обычно экспрессия этих копий по-разному или они, как правило, представляют собой повторяющиеся последовательности, экспрессирующиеся одновременно и (или) в одном и том же месте. Начинает казаться, что обычно копии генов, по крайней мере слегка, различаются. На основе имеющегося к настоящему времени ограниченного числа данных можно предположить, что разные копии гена, по-видимо-му, экспрессируются в клетке в разных ситуациях. [c.339]

Гаплоидный геном человека содержит 3-10 п.н. Повторяющиеся последовательности ДНК составляют около 30%. Количество копий этих последовательностей в геноме человека варьирует от единиц до нескольких тысяч. Остальные 70%, т.е. приблизительно 2-10 п.н., представляют собой уникальные последовательности, присутствующие в виде одной или единичных копий. Около 90% РНК, транскрибируемой с уникальной ДНК (гяРНК), не покидает ядро клетки. Только 10%, что соответствует в хромосоме 2-10 п.н., транспортируется в цитоплазму, где происходит трансляция. Исходя из того, что процессирован-ная мРНК, кодирующая белок, состоит в среднем из 1500 нуклеотидов, можно подсчитать, что человеческий геном содержит информацию для кодирования около 130000 белков (2-10 1 500= 130000). Часто структурные гены, кодирующие те или иные полипептиды, содержатся в геноме человека в виде нескольких копий. Нет точного способа определения доли таких генов или степени их повторяемости. Тем не менее есть основания полагать, что число различных полипептидов, кодируемых геномом человека, находится в диапазоне от 30000 до 100000. [c.293]

О том. как клетки чувствуют свою величину, мало что известно, хотя многие данные указывают на то. что какой-то механизм лля этого существует. Например, если ) растущей гигантской амебы Amoeba proteus многократно отрезать часть цитоплазмы, не позволяя таким клеткам достичь нормальных размеров, то она не будет делиться даже на протяжении нескольких недель, несмотря на энергичный рост, тогда как контрольная клетка делится примерно раз в сутки. Возможный намек на го, как клетка ощущает свои размеры, содержится в том факте, что величина эукариотической клетки обычно пропорциональна ее плоидности диплоидная клетка в два раза больше гаплоидной, а тетраплоидная в два раза больше диплоидной (см. рис. 13-40 и 13-41). Можно предположить, что решающую роль играет отношение клеточного объема к числу копий какого-то гена (или набора генов) или к общему количеству ДНК (а не отношение, скажем, объема клетки к ее поверхности). Например, некая растворимая молекула М (допустим, какая-то РНК) могла бы непрерывно синтезироваться ДНК-зависимым способом если М нестабильна с постоянным периодом полужизни, то общее количество М в каждой клетке будет постоянным и будет находиться в определенном соотношении с количеством ДНК. Но мере увеличения объема клетки концентрация М будет снижаться падение концентрации ниже некоторого критического уровня могло бы быть сигналом к прохождению точки старта. [c.412]

Конъюгация—это тип опосредуемого клеткой переноса генов, который требует наличия у клетки-донора конъюгативной плазмиды. Эта плазмида может реплицироваться или в цитоплазме синхронно с бактериальной хромосомой, или как часть хромосомы в интегрированном с ней состоянии. Конъюгативные плазмиды обладают генами ira, которые определяют и (или) контролируют 1) образование отростков, называемых донорскими половыми ворсинками, которые обязательны (по крайней мере для большинства конъюгативных плазмид) для осуществления донорными клетками контакта с клетками реципиента 2) вещества, снижающие частоту конъюгации (спаривания) донора с донором, и 3) конъюгационный перенос плазмидной или хромосомной ДНК, начинающийся с определенного места (точка начала переноса) в молекуле конъюгативной плазмиды. Конъюгативные плазмиды имеют также гены, контролирующие 1) их репликацию, не связанную с половым процессом, 2) число копий плазмид в пересчете на эквивалент хромосомной ДНК и 3) функции несовместимости. В конъюгативных плазмидах могут также находиться гены, отвечающие за другие фенотипические признаки, такие, как устойчивость к антибиотикам, устойчивость к ионам тяжелых металлов, продукция бактериоцинов, поверхностных антигенов и энтеротоксинов. Конъюгативные плазмиды имеются, по-видимому, у всех грамотрицательных бактерий не так давно они были обнаружены у некоторых видов Streptomy es и Strepto o us. [c.101]

Если культивируемые клетки обработать определенными концентрациями некоторых токсических веществ, можно получить клоны, обладающие повышенной по сравнению с исходной культурой устойчивостью к этим токсинам. Появление таких клонов часто связано с повышенным образованием именно того необходимого клетке фермента, против которого направлено действие токсина. Повышенное образование фермента, как правило, бывает следствием повышенного содержания мРНК, а это в свою очередь обычно отражает увеличение числа копий данного структурного гена в каждой клетке клона. [c.239]

Во всех известных на сегодняшний день случаях не только геномные копии, но и кДНК любого из этих генов в составе экспрессирующего вектора способны к амплификации в трансфицированных культивируемых клетках (см., например, [6—9,11,12]). Следовательно, вряд ли существует некая специфическая последовательность ДНК, ответственная за амплификацию. И хотя механизм этого явления изучен недостаточно полно, можно все-таки предположить, что в ходе селекции происходит лишь фиксирование определенных случайных событий амплификации, возникающих независимо с определенной частотой во всех пролиферирующих клеточных популяциях. Одна из гипотез связывает эти события с ошибками репликации ДНК [2]. С этой гипотезой согласуется наблюдение о том, что амплифицирующиеся участки хромосомной ДНК во всех случаях значительно превышают по размеру собственно кодирующую последовательность фермента (часто амплифицируются фрагменты длиной более 1000 т. п.н.). Точно так же при селекции на амплификацию клонированных генов увеличивается число копий и других последовательностей вектора — они тоже вовлекаются в амплификацию. [c.240]

В настоящее время у различных организмов известно множество примеров скоплений на хромосомах, родственных по последовательности и сходных по функциям генов. Обычно такие кластеры сформированы последовательно повторенными множество раз копиями (гены рРНК, 5S РНК, гистонов и др.), либо представлены менее регулярно организованными, содержащими меньшее число копий и менее сходными по последовательности генами (кластеры а- и Р-глобиновых генов у позвоночных, АроЕ кластер человека и др.) (рис. 13 см. обзор Bonifer, 2000). Как правило, гены, входящие в кластер, экспрессируются в определенной ткани, либо на определенной стадии развития. В этих случаях предполагается, а иногда и показано су- [c.43]

Анализ кинетики ассоциации. На кривых реассоциации геномной ДНК повторяющимся последовательностям соответствуют участки с низким и средним значениями ot, а уникальным участок с высоким ot (гл. 7.5.6). Если для определения доли реассоциированной ДНК используется гидро-ксилапатит, то двухцепочечными считаются как частично, так и полностью ренатурировавшие молекулы (рис. 9.34). В результате мы получаем кажущееся увеличение доли геномной ДНК, реассоциирующей при низких и средних значениях ot, при увеличении длины фрагментов ДНК. Это происходит потому, что повторяющиеся последовательности, которые реассоциируют при относительно низких ot, рассеяны по геному среди последовательностей с низким числом копий (рис. 9.35). В опытах, о которых идет речь, определяется зависимость доли ДНК, считающейся двухцепочечной по данным связывания с гидроксилапатитом, от длины фрагментов ДНК. Чтобы получить препараты молекул ДНК разной длины, суммарную ДНК фрагментируют случайным образом и затем разделяют по размерам центрифугированием в градиенте плотности. Фрагменты денатурируют и отжигают при фиксированных значениях ot, слишком низких для реассоциации уникальных одно-копийных последовательностей. [c.198]

Согласно дарвиновской теории эволюции, для появления новых форм и видов необходимо длительное время. Этот факт согласуется с данными современных палеонтологических и геологических исследований. Действительно, между всеми существующими в настоящее время живыми организмами установлено молекулярно-эволюционное родство. Получение данных, позволивших сделать столь важные заключения, стало возможным благодаря появлению в конце 80-х гг. приборов для автоматического определения последовательности нуклеотидов в ДНК (ДНК-секвенаторы). Новая технология дала возможность генетикам и молекулярным биологам получать точную информацию о большом числе генов (о последовательности нуклеотидов в ДНК). Большая часть этих данных собрана в обширных общедоступных базах данных в Интернете, например в Genbank. Присуждение в 1993 г. Нобелевской премии по химии Кэри Маллису (Mullis) за открытие и разработку метода полимеразной цепной реакции (ПЦР) подчеркивает важность новых технологий в получении научного знания. Метод ПЦР используется с конца 1980-х годов. Он дает возможность увеличивать число копий отдельного участка ДНК в миллионы раз. После этого с помощью секвенатора можно легко определить порядок нуклеотидов А, G, С и Т в этом фрагменте (определения терминов даны в табл. 1.2 и в словаре терминов). Метод ПЦР стал для генетиков новым мощным телескопическим средством, позволяющим увидеть молекулярное строение и информационное содержание различных последовательностей нуклеотидов. Именно метод ПЦР, который можно назвать генетическим копированием , побудил к созданию книги и фильма Парк юрского периода , показав возможность (пока нереальную) того, что сохранившиеся древние ископаемые останки ДНК можно размножить, а затем с помощью клонирования воскресить вымерших животных. [c.31]

Смотреть страницы где упоминается термин Определение числа копий гена: [c.918] [c.293] [c.224] [c.143] [c.66] [c.224] [c.227] [c.66] [c.224] [c.227] [c.73] [c.206] [c.230] [c.232] [c.120] [c.116] [c.120] [c.108] [c.70] [c.348] [c.20] [c.29] [c.303]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология