Гены также

Рис. 23.2. Упрощенная схема строения хромосомы. На самом деле число генов в хромосоме составляет от нескольких сотен до нескольких тысяч. Размеры генов также варьируют.

Кроме клонирования и использования генов, непосредственно участвующих в процессах фотосинтеза, были идентифицированы гены, контролирующие количество хлоропластов в клетке. Использование таких генов также приводит к изменению уровня фотосинтеза. Другой подход основан на увеличении содержания хлорофилла в каждом хлоропласте. Были получены модифицированные белки, специфически связывающие хлорофилл а/Ъ, и было показано, что повышенная экспрессия таких белков в трансгенных растениях приводит к значительному увеличению биомассы. [c.69]

При использовании метода картирования К-петель РНК замещает одну цепь ДНК, гибридизуясь с участками ДНК по обе стороны от промежуточной последовательности. Но сама промежуточная последовательность остается неизменной, сохраняя исходное двухцепочечное строение. В результате образуется структура, приведенная на рис. 20.4, где два участка, кодирующие РНК, в гибриде объединены, как это видно по двум вытесненным из гибрида одноцепочечным петлям ДНК. В месте соединения этих петель наружу вытесняется двухцепочечная петля ДНК, соответствующая промежуточной последовательности. В приведенном на рис. 20.5 примере виден единственный интрон р ° -глобинового гена мыши. (В этом гене также имеется и второй интрон, размеры которого слишком малы для того, чтобы он был виден в электронный микроскоп см. ниже.) [c.247]

В терминах генетического родства неструктурных белков вирусы гриппа типа А могут быть разделены на две группы. Происхождение этих двух групп и их выделенное значение еще не объяснены. Генетический дрейф у этих генов также был обнаружен, однако принцип селекции, если она имеет место, еще неизвестен. [c.118]

Генетическая изменчивость гемоглобинов обнаруживает еще один феномен мутации в пределах одного и того же гена могут привести к совершенно разным фенотипам. Например, метгемоглобинемия-это другое заболевание, отличное от серповидноклеточной анемии. Наблюдались мутации и по другим сайтам того же гена, фенотипическое выражение их было иное. С другой стороны, генетическая гетерогенность в этой группе патологии, т.е. обусловленность сходных или даже идентичных фенотипов мутациями в разных генах,-также весьма распространенное явление, в силу чего разные причины могут приводить к одному и тому же конечному эффекту. [c.293]

Наконец, кажущийся парадокс, связанный с попыткой обнаружить инвариантные гены, также удается разрешить. Большинство ферментов и белков — продукты отдельных генов, хотя некоторые, например гемоглобин и лактатдегидрогеназа у позвоночных, могут состоять из полипептидных цепей, контролируемых разными генами и соединенных ковалентными или более слабыми связями. Если какой-либо белок имеет в данной популяции неизменную структуру, его можно рассматривать в первом приближении как фенотипическое проявление некоего инвариантного гена, хотя на самом деле это может указывать на присутствие двух инвариантных генов. Молекулярная генетика, исходя из того, что один ген соответствует одному полипептиду и, таким образом, в большинстве случаев одному белку, создает возможность обнаружения инвариантных генов. Генетика, которая начинала с анализа передачи по наследству различий между организмами, достигла стадии, в которой она больше не зависит в своих выводах от этих различий. Условия, которые были необходимы для развития генетики в прошлом, устранены теми самыми успехами, которые были достигнуты благодаря этим условиям. [c.110]

Небольшие делеции в окрестностях сайтов рестрикции можно получать быстрее удалением липких концов линеаризованной плазмидной ДНК после рестрикции с последующим замыканием линейной ДНК в кольцо лигированием по образовавшимся тупым концам. В этом случае размер делеции соответствует размеру одноцепочечных липких концов в сайтах рестрикции. Кроме того, такой метод допускает простую проверку наличия мутаций в требуемом участке ДНК, так как в результате мутации происходит потеря уникального сайта рестрикции. Для получения вставок коротких или протяженных последовательностей нуклеотидов в исследуемые участки клонируемых генов также разработаны эффективные и надежные методы. В простейшем случае такая задача решается путем расщепления исследуемого гена рестриктазой по уникальному сайту рестрикции и встраивания по этому сайту фрагмента природной ДНК или синтетического двухцепочечного олигонуклеотида, который фланкирован соответствующими липкими концами. Лигирование может проводиться и по тупым концам. В таком случае последовательности нуклеотидов на концах вставки уже не имеют существенного значения для встраивания этого фрагмента по сайту рестрикции. [c.289]

Многие не-МНС-гены также модулируют иммунные ответы [c.254]

ВЗМО-ген также может содержать очень объемистые группы по соседству с реакционным центром. Так, хинуклидин реагирует с 2-иодо-2-метилпропаном (трет-бутилиоди-дом) в 700 раз быстрее, чем триэтиламин, в котором свободно вращающиеся этильные группы затрудняют контакт со свободной парой азота (рис. 5.9). [c.50]

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]

У эмбриона, как и во всех обычных клетках (не лимфоцитах) взрослого организма, гены иммуноглобулинов устроены так, как показано на рис. 19 вверху. Насчитывается около трехсот У-генов, четыре У-гена и один С-ген. Скопление У-генов отделено от скопления У-генов большим промежутком. Между У-генами и С-геном также имеется промежуток, но гораздо меньше. Клетки, имеющие устроенную таким образом ДНК, не способны вырабатывать антитела. Поэтому у эмбриона, и даже у новорожденного, со твен-ные антитела отсутствуют — есть только антитела матери, поступившие в его кровь до рождения. [c.84]

Этот краткий очерк ни в коем случае не дает полной картины системы групп крови ABO — одной из самых сложных систем в организме человека. Хорошее изложение вопроса дано в книге Рейса и Сэнджера [19]. Мы лишь упомянем о том, что известно много других вариантов А-антигена (к счастью, все они редко встречаются) и что существуют гены, также редкие, способные изменять выражение генов ABO. Бомбейский ген (х), присутствуя в двойном количестве хх), препятствует образованию антигенов В и Н подавляет ли он А, еще не известно. Существует, по-видимому, еще один ген — у, который, присутствуя в двойном количестве уу), влияет на образование А-антигена в эритроцитах и в значительно меньшей степени — в слюне. Известны также варианты В-антигена. [c.71]

Процедура заключается в вьщелении нормального гена и его клонировании с использованием методов, которые обсуждались раньше в этой главе. Чтобы ввести ген в соответствующие клетки человека, понадобится безопасный и эффективный вектор. Клетки, по-видимому, нужно сначала вьщелить из организма, исправить, а затем вернуть на место. Это довольно просто сделать в случае болезней крови, таких как серповидноклеточная анемия, поскольку кроветворные клетки легко удалить из костного мозга и вернуть в организм. Самая важная проблема — убедиться в том, что исправленный ген нормально экспрессируется. Если такой ген не способен нормально включаться и выключаться, это может привести к более тяжелым проблемам, чем те, которые имеются, например, в случае образования слишком большого количества продукта. Ситуация оказывается еще более сложной, если болезнь вызвана доминантным геном. В этом случае доминантный ген также должен быть удален или инактивирован, а методы для этого пока не разработаны. [c.263]

Молекулы гемоглобинов человека представляют собой тетрамеры, каждый из которых содержит по два полипептида одного типа, и по два-другого. Полипептиды одного из этих двух типов кодируются геном, принадлежащим к Р-семейству (хромосома 11), полипептиды другого типа кодируются генами а-семейства (хромосома 16) (рис. 21.11). Каждый полипептид р-семейства состоит из 146 аминокислотных остатков, а полипептиды а-семейства содержат по 141 остатку. Последовательность ДНК в этих генах и в промежутках между ними полностью расшифрована. Некоторые гены представлены парами, оба члена которых тождественны друг другу и или al и а2. Все гены одного семейства имеют сходные последовательности ДНК и кодируют похожие полипептиды. Некоторое сходство существует также между генами и полипептидами разных семейств, однако оно гораздо слабее сходства внутри каждого семейства. Промежутки между генами также содержат сходные последовательности ДНК, как это показано на [c.40]

У млекопитающих наиболее тщательному исследованию была подвергнута Х-хромосома, поскольку ее можно анализировать в гомозиготном и гемизиготном состоянии, т. е. в отсутствие одного из гомологов. У всех изучавшихся высших млекопитающих, а также кенгуру, сцепленными с Х-хромосомой оказались гены GGPD, HPRT, GLA, PGK. Другие группы сцепления в процессе эволюции были перемешаны, хотя между близкородственными видами сохраняются точные гомологии. В табл. 21.1 перечислены гены первой хромосомы человека, для которых определена локализация в хромосомах некоторых других млекопитающих. У крупных человекообразных обезьян и у некоторых других приматов эти гены также локализованы в первой хромосоме, но у зеленой мартышки некоторые из них (а именно присутствующие в коротком плече р первой хромосомы человека) транслоцированы на хромосому 6, тогда как другие (из длинного плеча q) картируются в первой хромосоме. Данные табл. 21.1 указывают на существенные различия в хромосомной организации грызунов и приматов. Этот же вывод еле- [c.57]

Другие тандемно повторяющиеся гены, также разделенные нетранс- [c.162]

Альтернативные методы скрининга космидных библиотек, описанные в гл. 3, предполагают селекцию космидных клонов с использованием феномена гомологичной рекомбинации in vivo. Остальные главы книги посвящены вопросам, связанным с экспрессией клонированных генов. Для многих белков млекопитающих удалось осуществить высокопродуктивную внутриклеточную экспрессию в Е. oli. Однако гетерологические белки, локализующиеся в цитоплазме, часто образуют трудно растворимые агрегаты, что значительно осложняет получение нативного продукта. В гл. 4 описаны эффективные способы выделения активных растворимых продуктов из нерастворимых белков цитоплазмы Е. соИ. Вероятность деградации специфическими бактериальными протеиназами многих эукариотических белков, синтезируемых в Е. oli, может быть существенно снижена, если их экспрессировать в виде гибридных белков. Такие составные белки, в которых бактериальный компонент обычно представлен -галактозидазой, можно использовать в качестве иммуногенов для получения антисыворотки и моноклональных антител к клонированному эукариотическому белковому домену. Эти вопросы >ассматриваются в двух главах — одна посвящена получению поликлональной антисыворотки, а другая — методам гибридной технологии. В последующих главах книги описаны современные эукариотические экспрессирующие системы в гл. 7 — дрожжевая, далее в трех главах — системы на основе культивируемых клеток млекопитающих и трансгенные животные. В частности, описана система экспрессии с использованием векторов, которые несут гены, обеспечивающие возможность их индуцибельной амплификации это позволяет снимать токсическое действие антибиотиков, введенных в культуральную среду. Клонированные в таком векторе гены также [c.8]

Вставки одного, двух или любого, не кратного трем, числа нуклеотидов в ген также приводят к образованию измененной мРНК со сдвигом рамки считывания, что в свою очередь ведет к последствиям, принципиально не отличающимся от тех, что возникают в результате делеций. Это может быть искажение аминокислотной последовательности в протяженной области, вслед за местом вставки образование нонсенс-кодона (в месте вставки или на некотором расстоянии от него) и преждевременная терминация синтеза белка или сквозное счи1ывание при элиминировании нормального стоп-кодона. Вставка, возникающая в гене вслед за делецией (или наоборот), может восстановить правильную рамку считывания (рис. 40.6, пример 4). Трансляция такой мРНК приведет к образованию полипептида с искаженным участком, заключенным между сайтами вставки и делеции. За точкой восстановления рамки считывания аминокислотная последовательность будет нормальной. Можно представить множество комбинаций делеций и вставок, в результате которых образуются белки, содержащие участки с измененной структурой, окруженные участками с исходной аминокислотной последовательностью. Этот феномен был убедительно продемонстрирован на бактериофаге Т4, что внесло значительный вклад в доказательство триплетной природы генетического кода. [c.100]

На третьем этапе опыта, а именно для изучения работы гена также существуют различные подходы. Один из них — выявление синтеза белка, кодируемого геном. Для этого часто используются иммунологические методы анализа, позволяющие легко выявлять белок, к которому есть антитела. Иногда в конструкции ДНК удаляют свой ген, а на его место встраивают ген фермента хлорамфе1)икол-ацетилтрансферазы ( AT), экспрессию которого очень легко детектировать по ферментативной активности, проводя реакцию с меченым субстратом. [c.70]

Транзиции и трансверсии часто приводят к мисденс-мутациям (мутациям с изменением смысла), поскольку вызывают замену в белке одной аминокислоты на другую. Если кодируемая мутантным геном аминокислота оказывается сходной с той, которая кодировалась геном дикого типа (т. е. исходным родительским геном), то возникает мутантный фенотип лишь с частично нарушенной функцией (1еаку-мутант). Часть мутаций с заменой оснований представляет собой нонсенс-мутации (бессмысленные мутации), которые обусловлены появлением кодонов, не кодирующих никакой аминокислоты. В этом случае синтез белка на измененном кодоне прерывается, а образующиеся незавершенные фрагменты белковой молекулы, как правило, функционально неактивны, в частности из-за быстрого их протеолиза. При протяженных делециях, удаляющих значительную часть гена, также синтезируются неактивные фрагменты белковых молекул. [c.71]

Случайное объединение гомологичных мутантных фрагментов ДНК, в сумме составляющих всю структурную часть гена (DNA shuffling), с последующей экспрессией собранных таким путем генно-инженерных конструкций является еще одним распространенным и эффективным способом повышения разнообразия пула белковых молекул, используемых в направленной эволюции [85]. Реализацию этого подхода осуществляют в два этапа. Прежде всего, структурную часть гена в составе экспрессирующего вектора подвергают мутагенному воздействию, получая популяцию молекул ДНК, содержащих случайные мутации. Мутантные белки (следовательно, и кодирующие их гены) подвергают отбору на наличие в них определенных свойств (см. ниже). На втором этапе отобранные мутантные гены, которые кодируют требуемые белки, фрагментируют ДНКазой I и объединяют друг с другом in vitro с помощью ПЦР в отсутствие праймеров (рис. 43, а). Вместо инкубации с ДНКазой I для фрагментации генов также применяют ПЦР со случайным праймированием, осуществляемым короткими праймерами, которые обладают несколькими местами посадки в гене (рис. 43, б). [c.327]

Согласно классической гипотезе организации генотипа, дикий тип гомозиготен по большинству нормальных доминантных аллелей, а выщепление рецессивных гомозигот, которые и элеми-нируются, — событие редкое. Согласно балансовой гипотезе дикий тип адаптивен в силу своей высокой гетерозиготности, и неадаптивные сочетания генов также редки. Иными словами, и с точки зрения приспособленности, и с точки зрения генотипической изменчивости элиминация при стабилизирующем отборе не-должна быть интенсивной, а численность популяций, находящихся в стационарном состоянии, должна быть стабильной и высокой. [c.51]

У прокариот основным способом регуляции экспрессии гена является, по-видимому, включение-выключение транскрипции, хотя в некоторых случаях вступают в действие другие механизмы, например аттенуация, терминация, антитерминация, контроль трансляции и регуляция метаболизма матричных РНК и белков. Подобно этому элементы, осуществляющие включение и выключение транскрипции, играют рещающую роль в регуляции экспрессии генов также у эукариот. От сплайсинга, особенно от его способа, зависит, какие именно образуются матричные РНК и соответственно кодируемые ими белки. Кроме того, имеются данные о регуляции при помощи аттенуации или терминации транскрипции, а также указания на то, что трансляция и метаболизм РНК тоже подвержены регуляции в процессе синтеза белков. Уникальные свойства эукариотических клеток и структура их генов и геномов обеспечивают дополнительные возможности для контроля передачи генетической информации. Например, полный транскрипт гена остается нефункциональным до тех пор, пока не будут правильно вырезаны входящие в него интроны. Далее транскрипты предщественники матричных РНК-должны быть модифицированы на 5 - и З -концах, а сами матричные РНК должны перейти из ядра в цитоплазму, прежде чем они смогут участвовать в трансляции. В принципе регуляция может осуществляться на каждом из этих этапов. [c.10]

Участок, примыкающий к З -концу экспрессирующихся генов, также содержит очень немного эндонуклеазных сайтов (рис. 10.78, Б, В, Д). Более того, карты нельзя продолжить на расстояние более 5-10 т. п. н. от З -конца гена VSG. Независимо от того, какая именно эндонуклеаза используется, в результате рестрикции получается фрагмент, один конец которого находится в этой конечной позиции. Кроме того, если перед расщеплением рестриктазой препараты ДНК обработать Ва13 (разд. 4.1.в), то получатся более короткие фрагменты. Все это [c.299]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология