25. Концепция минимального генома. Природные минимальные геномы бактерий, архей, эукариот – их размер, число генов и особенности организации.

Определение минимального размера генома, обеспечивающего все необходимые функции, которые позволяют одноклеточному организму существовать в определенных экологических условиях, не является праздным вопросом. Решение этой проблемы необходимо для понимания происхождения жизни на Земле, а также путей и механизмов совместного эволюционирования генов, объединенных в конкретные геномы, а следовательно, и механизмов возникновения геномов как таковых

• Геном кишечной палочки

Размер 4.6 млн н.п

Число генов, кодирующих белок 4300

Число генов, кодирующих РНК 116

• deinococcus radiodurans

3 284 156 н.п в 4 репликонах

67 % ГЦ

91% кодирующей белок ДНК

Устойчивость к повреждению ДНК определяется : высоким содержанием ГЦ пар, присутствие генов для всех систем репарации ДНК,полиплоидностью ( 4-10 копий генома в клетке)

• Самый маленький бактериальный геном у патогенна человека Mycoplasma genitalium

Размер 580 т.н.п

Число генов, кодирующих белки -470

Число генов, кодирующих РНК 43

• Самый маленький геном архей –у патогенна другой археи Nanoarchaeum equitans

Размер 490 т.н.п

Число генов, кодирующих белки -552

Cредний размер гена 827 н.п

5% -некодирующей ДНК

• Самый маленький бактериальный геном у Carsonella rudii, облигатного эндосимбионта листоблошки

Размер 159.662

213 генов ( 182 кодируют белки)

26. Характерные черты геномов прокариот.

Прокариоты – микроскопические одноклеточные организмы, с min морфологическим разнообразием

Основные свойства прокариот :

• Компактность ( min некодирующей ДНК 5-10% ; в основном без интронов)

• Высокая мобильность за сет горизонтального переноса

• Геном представлен однокольцевой или линейной хромосомой размером 0.5 – 10 м н.п, могут иметь несколько кольцевых или линейных плазмид ( плазмиды отличаются от хромосомы тем, что она может быть утрачена без потери клеткой жизнеспособности)

Плазмиды имеют размер от нескольких тысяч до десятков тысяч нуклеотидных пар

• Средний размер гена -1т.н.п

• Обычное кол-во генов 3-5 тыс

• Размер генома 2-5 млн н.п

Традиционно бактериальные геномы представляются в виде колец

Первые 2 кольца – ГЦ –перенос – показывает в какую сторону транскрибируется большинство генов и позволяет определить точку начала инициации и репликации , а так же точку терминации репликации

Формула для ГЦ переноса : (% Г пар -% Ц пар) / сумма % ГЦ пар показывает насколько богата ГЦ парами часть генома

Третье кольцо –ГЦ состав ( суть –показать фрагменты ДНК, которые имеют чужеродные происхождения)

• САМЫЙ БОЛЬШОЙ ПРОКАРИОТИЧЕСКИЙ ГЕНОМ У SORANGIUM CELLULOSUM

Размер 13,033 779 н.п ( одна кольцевая хромосома )

Содержание ГЦ пар -71.38 %

Max размер гена 25.254 н.п

Средний размер гена 1206.05 н.п

Число генов , кодирующих белки -9.367

27. Характерные черты геномов факультативных и облигатных патогенов. Взаимная адаптация геномов патогенна и его хозяина.

Структура геномов факультативных и облигатных патогенов принципиально отличается

Характеристики	Геном факультативного патогенна	Облигатного патогенна
Размер	Большой ( более 5 млн н.п)	Небольшой ( 0.5 -2 млн н.п)
Метаболические возможности	Разнообразные	Ограниченные
Число регуляторных генов	Большое ( сотни)	Маленькое ( единицы, десятки)
Содержание ГЦ пар	Высокое	низкое
Кол-во транспозонов	Десятки , сотни	Единицы