Размер генома и повторяющиеся последовательности

Однократное и многократное облучение. Своими достижениями мутационная селекция обязана однократной обработке исходного материала мутагенным фактором (в виде облучения или воздействия химическим мутагеном) с последующим отбором мутаций в М], Мг и т. д. Между тем давно установлено, что развитие многих признаков, особенно количественных, наследственно обусловлено не одним, а несколькими генами. Отсюда у исследователей возникла мысль выяснить возможность применения многократных обработок ионизирующими излучениями, чтобы повысить частоту мутации, а также индуцировать последовательно. мутации ряда генов, действующих на развитие одного признака, и таким образом усилить степень выражения того или иного количественного признака. Так, по данным В. Г. Володина, частота мутаций после однократного облучения составляла 1%, а после пятикратного—12%. При пятикратном последовательном облучении ряда поколений дикого мелкоплодного томата (плоды размером с крупную клюкву) Г. Штуббе удалось отобрать формы с плодами такой же величины, как у культурных мелкоплодных сортов. Практически этим экспериментом удалось повторить за несколько лет длительную эволюцию культурных сортов томатов из диких форм. [c.107]

Векторы для трансформации растений на основе Ti-плазмид. Уникальные биологические свойства Ti-плазмиды делают ее идеальным природным вектором для переноса генов Ti-Плазмида имеет широкий круг хозяев, встраивает Т-ДНК в хромосомы растений, где она может реплицироваться, и ее гены транслируются с образованием белка. Существенно также, что границы Т-ДНК обозначены прямыми повторяющимися последовательностями длиной 25 нуклеотидных пар, и любой фрагмент чужеродной ДНК, вставленный между этими повторами, будет перенесен в растительную клетку. Однако манипуляции с Ti-плазмидой затруднены из-за больших размеров, вставить ген в плазмиду традиционными методами не представляется возможным. Поэтому Ti-плазмида была модифицирована генно-инженерными путями, и на ее основе были получены векторы для трансформации растений. [c.54]

На сегодняшний день наиболее полно изучены подвижные элементы ТпЗ и родственный ему уЬ. Транспозон ТпЗ имеет размер 4957 п.н. и содержит ген, кодирующий фермент -лактамазу (Bla, рис. 14.17), определяющий устойчивость к ампициллину. На обоих концах ТпЗ находятся инвертированные повторы протяженностью 38 п. н. При анализе мутантов ТпЗ было установлено, что для проявления транспозиционной активности последовательности обоих повторов должны оставаться неповрежденными. Мутационные изменения в этих последовательностях не [c.158]

Исследования последнего десятилетия обнаружили, что в некоторых генах, связанных с развитием наследственных неврологических болезней, имеются участки, представляющие собой тандемно организованные триплетные повторы. В норме число тандемных повторов варьирует в определенных для каждого гена пределах, однако у каждого человека имеется два варианта таких повторов, полученных им от каждого из родителей. В некоторых случаях по пока еще не ясным причинам происходит резкое увеличение числа повторов в том или ином гене, выходящее далеко за пределы его нормальной вариабельности. Это явление получило название экспансии триплетных повторов или динамической мутации и с ним связано развитие того или иного неврологического заболевания. Впервые этот феномен был обнаружен в 1991 г. при синдроме ломкости Х-хромосомы. В табл. 3 приведены примеры болезней, связанных с экспансией триплетных повторов. Видно, что последовательность триплетов, участвующих в описываемом явлении, может различаться - но большая их часть представлена повторами типа СХС, где X - любой из четырех нуклеотидов. Было показано, что с увеличением размера блока триплетных повторов тяжесть заболевания обычно возрастает. [c.316]

Большой размер эукариотических геномов обусловлен также наличием в них множества повторяющихся последовательностей ДНК с неизвестными функциями. На их долю приходится обычно 10%, а в некоторых случаях почти 50% генома. Более 15 лет назад при помощи кинетического анализа реассоциации денатурированной эукариотической ДНК было показано, что значительная часть ДНК ренатурирует гораздо быстрее, чем можно было бы ожидать для уникальных последовательностей ДНК. Высокая скорость реассоциации говорит о том, что такие геномы содержат фрагменты, повторяющиеся от сотен тысяч до миллионов раз. В настоящее время с помощью молекулярного клонирования и секвенирования подтверждено существование таких последовательностей ДНК с большим числом повторов, которые, подобно повторяющимся генам, могут располагаться либо тандемно, либо изолированно друг от друга среди неродственных геномных локусов. [c.13]

Инсерционные последовательности относительно невелики и кодируют лишь функции, необходимые для их транспозиции. Второй класс подвижных элементов, так называемые транспозоны (Тп), содержат кроме того гены, не имеющие отношения к транспозиции, но сообщающие важные свойства клеткам бактерии-хозяина. Структурные свойства некоторых транспозонов представлены в табл. 8.2. Некоторые транспозоны, например Тп5, содержат на каждом конце известную инсерцион-ную последовательность. Эти последовательности могут быть как одинаково, так и противоположно направленными. Другие транспозоны на концах содержат простые инвертированные повторы, по размерам близкие инсерционным последовательностям. Тот факт, что две одинаковые инсерционные последовательности могут функционировать согласованно, обеспечивая транспозицию инвертированного участка ДНК, как в случае Тп5, свидетельствует о том, что другие транспозоны, в настоящее время устроенные по-другому, могли эволюционно возникнуть из такой структуры в результате утраты большей части внутренних участков исходной предковой инсерционной последовательности. Так же как и в случае инсерционных последовательностей, перемещение транспозонов приводит к образованию повторов в последовательности ДНК-мишени по обоим концам транспозона. [c.244]

Третье различие между системами репликации ДНК фагов Т4 и Т7 касается способа превращения конкатемера в зрелый мономерный геном. В первом случае длина сегмента ДНК, отрезаемого от конкатемера, задается не специфической нуклеотидной последовательностью (как у Т7), а вместимостью фаговой головки кон-катемерная молекула ДНК начинает упаковываться в головку, а когда головка заполнится, активируется эндонз клеаза, которая отщепляет оставшийся снаружи участок молекулы. Поскольку в головку помещается сегмент ДНК, превышающий по своим размерам уникальную последовательность вирусного генома, повторение актов упаковки и нарезания генерирует молекулы с кольцевыми перестановками и прямыми концевыми повторами (рис. 147). Отметим, что в фаговом геноме закодирован фермент, способствующий превращению разветвленных молекул ДНК в линейные. [c.280]

Иногда процесс эволюционирования гена может включать и дупликацию экзонов, в результате которой в составе белка оказываются повторяющиеся последовательности. Например, в гене коллагена цыпленка экзон размером 54 п. п., по-видимому, повторяется несколько раз. (В то же время в гене коллагена D. melanogaster имеется только два больших экзона.) [c.264]

Рассматривая геном с точки зрения индивидуальных генов, можно обнаружить самые разные варианты его организации. Ген может занимать такое положение, где его нуклеотидная последовательность будет единственной в своем роде, хотя в других участках генома могут находиться сходные последовательности. Он может входить в состав небольшого кластера генов, происшедших от общего гена-предка и выполняющих сходные функции (как в случае систем глобиновых генов). Другие кластеры могут иметь большие размеры и состоять из многократно повторяющихся генов, идентичных или обладающих очень большим сходством. Про гены (или другие последовательности), которые обнаруживаются в виде множе-схва последовательно расположенных копий, говорят, что они тандемно повторяются. Один из видов кластеров тандемно повторяющихся генов кодирует гистоны, другой — рибосомные РНК. В обоих случаях многократная повторяемость генов, по-видимому, свидетельствует о потребности в больших количествах кодируемого ими продукта. [c.289]

Интересная особенность строения генома актиномицетов — явление амплификации части генома. Амплифицированные последовательности (АП) имеют размер от 50 т. п. о. до примерно 0,2 т. п. о. и от 10 до 500 тандемно повторяющихся копий. В сумме они могут составлять до 30 % генома. По крайней мере в некоторых случаях повторяющаяся единица фланкирована прямыми повторами. Возможно, повторы имеют функции IS-элементов. Рекомбинация по прямым повторам может приводить к вариантам, имеющим отличную от исходной локализацию генов, расположенных между ними, вариантам с разным числом копий этих генов и полностью утратившим эти гены. Все это приводит к возникновению мутантных фенотипов. Возможно, это вторая причина помимо интеграции и вырезания плазмид, приводящая к реверсибильной и нереверсибильной генетической нестабильности у актиномицетов. [c.169]

Ретрогены. По геному перемещаются также разнообразные сегменты ДНК, не обладающие специфическими структурными и кодирующими свойствами транспозонов или ретротранспозонов. В отличие от мобильных элементов других классов, они весьма гетерогенны по размеру и структуре. У них нет концевых повторов, а на одном из концов часто присутствует АТ-богатая последовательность. К элементам этого класса, называемым ретрогенами, относятся процессированные псевдогены и SINE-последовательности они обнаружены у различных эукариот, но особенно обильно представлены у млекопитающих. Транспозиция ретрогенов, по-видимо-му, происходит через образование РНК с последующей обратной транскрипцией. Однако этот процесс скорее всего пассивный в том смысле, что данные элементы не кодируют необходимых для транспозиции активностей (т. е. обратную транскриптазу). [c.228]

Транспозици.ч Р-элементов. В геноме некоторых линий D.melanogaster диспергировано примерно 40 членов Р-семейства (в расчете на гаплоидный геном). В то же время у дрозофил других линий вообще нет Р-элементов. Последовательность наиболее длинных Р-элементов размером 2,9 т. п. н. высококонсервативна длина других элементов варьирует от 0,5 до 2,9 т.п.н. и по сравнению с полноразмерным элементом длиной 2,9 т.п.н. в них имеются значительные делеции. Во всех Р-эле-ментах, независимо от размера, есть концевые инвертированные повторы длиной 31 п.н. [c.238]

Б. Последовательности лидерной РНК и актиновой РНК не могут быть составными частями одного предшественника, поскольку гены 1, 2 и 3 транскрибируются в разных направлениях. Наблюдение, что гены, кодирующие лидерную РНК, по-видимому, транскрибируются с образованием дискретной молекулы размером 100 нуклеотидов, более слабый аргумент против существования предшественника. Поскольку гены лидерной РНК повторены около 100 раз, трудно исключить вероятность того, что один или несколько из них дают начало более длинному транскрипту. [c.405]

П. Мекок и С. Коэн (1980 г) установили, что в составе плазмиды pS lOl находится участок par размером не более 270 пн, который функционирует только в г/мс-положении. Определена нуклеотидная последовательность этого участка и показано, что он имеет палиндром-ную структуру (содержит инвертированные повторы) и с ним могут связываться определенные белки. В плазмиде pS lOl участок par находится около локуса ori, но отличен от него и не связан с генами, контролирующими копийность или несовместимость плазмиды. [c.205]

У полового фактора F в локусе par кроме действующего в г/мс-положении участка ДНК выявили два прилегающих к нему гена, функционирующих в транс-положении и кодирующих белки, существенные для процесса разделения молекул плазмид. Полный размер такого локуса par составляет 2,8 тпн. i/мс-Действую-щий элемент локуса par состоит из ряда прямых повторов, которые включают более короткие инвертированные повторы (палиндромы). С этой последовательностью связываются плазмидные белки разделения и некоторые белки клетки-хозяина, и такой ДНК-белковый комплекс, названный партисомой (partisome), обеспечивает правильное распределение плазмид между дочерними клетками, образующимися при делении. Для локуса par профага Р1, который фактически является низкокопийной плазмидой, обнаружено удивительное сходство в организации с локусом par полового фактора F. [c.205]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология