19. Классификация, строение, основные свойства и распространение мобильных генетических элементов эукариот.

Стандартно, есть средняя часть, которая кодирует ген, содержащий необходимый для перемещения фермент - транспозазу. Центральная часть обычно ограничена набором повторов , чаще всего относительно длинные инвертированные повторы с прямыми поворотами по концам

Любой домен, который обеспечивает перемещение мгэ, разрезает ДНК в точке инсерции транспозона –ступенчато, размер ступеньки –разнообразный. У нас получаются липкие концы, затем к ним присоединяется транспозон , а бреши застраиваются стандартной системой репарации. Мы получаем дуплицированные последовательности липких концов.

Транспозон –молекула ДНК, которая стремится максимально размножиться, но есть ограничения со стороны бактериальной клетки на увеличение генома ( не хватает Э)

Бактериальные транспозоноы можно классифицировать по нескольким критериям :

• собственно транспозоны ( в состав входят дополнительные гены)

• IS –элементы ( в состав не входит ничего, кроме min набора генов, необходимого для транспозиции)

2 способ классификации :

• Простые транспозоны

• Составные ( составлены из простых мгэ , как правило это IS –элементы) –это искусственное образование может формироваться в любой момент

Транспозиция бывает

А) прямая ( перемещается сам транспозон)

Б) инвертированная ( перемещается часть плизмиды, которая ограничена IS –элементом)

в геном каждой бактерии входит около десятка IS –элементов. Они различаются по своему размеру, размеру инвертированных поворотов, размеру дупликации в точке инсерции ( обычно 9 пар)

Мобильные генетические элементы (МГЭ, подвижные элементы, транспозируемые элементы, транспозоны и т.д.)

20. Классификация, строение, основные свойства и распространение мобильных генетических элементов прокариот.

Интересно, что для ДНК эукариот характерно присутствие нескольких версий ДНК –транспозонов. В состав кажого транспозона входит несколько семейств:

• Автономный -полноразменрый транспозон, который может перемещаться самостоятельно

• Неавтономный – не может перемещаться самостоятельно, но т. к это делеционный вариант того же самого транспозона , то транспозаза распознает их концы –инвертированные повороты, и обеспечивает их перемещение

Ретротранспозоны – важнейший класс МГЭ , размножаются в такой степени, что занимают значительную часть генома. Механизм перемещения ретротранспозонов

• Классический ретровирус ,при заражении кл-ки его ДНК , попадает в клетку, далее идет синтез кДНК копии, она становится 2цепочечной, и такая ДНК ретровируса встраивается в геномную ДНК клетки, затем идет транскрипция этой ДНК, синтез белков, упаковка вирусных частиц и цикл инфекции повторяется

Ретротранспозоны представлены РЕТРОВИРУСОМ и НЕРЕТРОВИРУСОМ

РЕТРОВИРУСЫ – имеют длинные концевые повторы, фермент , который участвует в перемещении – интеграза.НЕРЕТРОВИРУСЫ –нет повторов , фермент –нуклеаза

21. Вклад горизонтального переноса генов в эволюцию геномов про- и эукариот. Острова патогенности. Концепция пангенома.

Геномы прокариот подвержены быстрым изменениям в результате горизонтального переноса ДНК

Размер и структура генома близкородственных видов и даже штаммов одного вида бактверий могут существенно различаться в результате чрезвычайно активных процессов горизонтального переноса

Механизмы горизонтального переноса

• Трансдукуия вирусами бактерий ( бактериофагами)

• Коньюгация – перенос плазмид из одной клетки в другую

• Трансформация – поглощение бактериальными клетками « свободной» ДНК

Динамичность генома энтеробактерий обусловлена большим набором « необязательных» компонентов, способных свободно перемещаться между геномами, занимающих одну нишу видов.Представители семейст Entereobacteriaceae имеют геномы размером около 5 млн. н.п , содержащие около 5 тыс генов.

Значительная часть генома входит в состав хромосомных островов патогенности или расположена в ДНК фагов или плазмид, набор которых сильно отличается даже у разных штаммов одного вида

Острова патогенности -интегрированная бактериофагом плазмида или фрагмент ДНК , ограниченный с 2 сторон транспозонами из встроенных геномов

Легкость горизонтального переноса и сильное эволюционное давление на минимализацию генома приводят к тому, что геном отдельной бактерии может не модержать весь набор генов , необходимый для нормального существования вида бактерий

Пангеном – совокупность всех генов одного вида бактерий, которые могут быть скомбинированы в геном одной клетки за счет механизмов горизонтального переноса.