Молекулярная генетика

Лекция №1

Сенгер Гены и геном, Патрушев Экспрессия генов.

МГ-подраздел генетики, который изучает структуру и функционирование геномов.

МГ появилась в результате слияния генетики и молекулярной биологии(изучает функционирование белков в организме) . МГ- более узкий раздел, рассматривает в основном НК. Основной объект МГ – геном – совокупность генов гаплоидного набора \ в диплоидном наборе (важно в случае если гетерозигота). Размер генома измеряют в т.п.н (килобазы) пикроограммах /дальтонах.

Основнвая функция генома – обеспечитьж/д клеток, тканей и орагнов и передать информацию о наследственных свойствах организма следующему покалению. Если заставить полностью диффер клетку раздифференцироваться (тотипатентнй) то из клетки можно выкинуть полноценный организм – метод был опробован на лягушке в 60-х гг. раздиффер ядро лягушки очень просто по сравнению с ядром млекопитающего.

МГ началась:

1941г. – генетический контроль БХ реакций, расширов стр-ра вируса табачной мозаики.

1944г – доказано, что ДНК хранитель генетической информации.

1945 г - анализ мутаций – получают хорошую модель.

1949- полность исследовано заболевание серповидноклеточная анемия. Получают элемент вторичной структуры белка, модель альфа – спирали.

1950 – правило Чагова по нуклеотидному составу ДНК.

1951 – генетические мобильные элементы.

1953 – статья Уотсона Крика в Nature – о двойной спирали ДНК. Догма ДНК_РНК_Б.

1961 – теория оперонов, Моно. Удается зацепить матричную РНК.

1957 – Белозерский сравнение НК состава ДНК у разных бактерий – состав РНК не отражает состав ДНК, но есть мало существующий пул, который соответствует по разнообразию. Основная РНК – рибосомная и она постоянна, матричная отражает разнообразие нуклеотидного состава и ее нужно выцеплять.

1976 – клонирование кДНК – бета глобин кролика. Том Маниатиса – руководство по клонированию.

1977 – появляется метод выделения первичной стр-ры ДНК. Гены эукариот и вируса и мет мозаичную структуру.

1978 – клонирование в бактериальную клетку эукариотического гена синтезирующего проинсулин.

1981 – первая трансгенная мышь.

1985 – ПЦР

1987 – искусственные дрожжевые хромосомы.

В середине 90-х – направление геном человека, метод Сенгера (автоматическое определение НК).

Геном Е.Соли в 90-х, человека в 2001 – кодирующая часть. Осталось выяснить, что кодируют. Проведены исследования геномов различных бактерий.

Полные геномы выяснены только для – мышей, дрозофилы и некоторых с/х организмов. Проект геном собаки!!!

Объект МГ – геном человека.

Модельный объект - E.Coli, дрозофила, мышь.

Методы мг – направлены на изучение стр-ры генома, на физическое положение, на их функции и механизмы функционирования.

2 направления методов:на изучение генома (физ и генетическое картирование) и на изучение функционирование генома (выявить элементы регуляторные, доказать, что это именно те и механизмы их действия)

Методы для эукариот и прокариот отличаются.

Генетическое картирование прокариот: какие гены, в какой последовательности.

Бактерии размножаются делением – непрямое – бесполое – линия передается без изменений. Очень легко получить мутантов. Бактерии на морфологию часто не сказываются. Основные генетические маркеры – метаболитические. В норме дикий тип – автономен, умеет синтезировать то чего нет в среде, прототрофы. Потеря способность к синтезу к/л вещества – мутант –ауксотроф (неполное) в дикой природе умрет, но если его поместить на полноценную среду он будет жить, но если посадить на ПС. Не осдержащую необходимые в-ва анабиоз или умрет. Используют сокращение по той молекуле+дикий тп+мет-синтезирует метианит+рур синтез пуринов «-« - акусотроф. Чувствительность к температуре, устойчивость к фагам.

Мутантов очень легко получать. В среду вливают мутаген или УФ. Если так обработать мух, то смертность у мышей будет высокая. Некоторые мутации вызывают устойчивость в А и фагам.

Схема выделения ауксотрофа.

Высев мутантов с богатой средой - отпечаток, высев делают на 2 чашки (богатая и избирателньая среда не содержащую той молекулы которая нам нужна) – сравнивают чаши и находят тех мутантов, которых нет на бедной среде и далее выделяют его.

Ауксотрофовы можно выделять с разным набором.

Бактерии способны к рекомбинации F-фактор (обладает способностью определять пол, казалось бы, бесполых бактерий). Бактерии обмениваются генетической информацией половым путем. Клетки содержашие Ф1, образуют пили, которыми взаимодействуют с другими. Бактерия делясь по принципу котящегося кольца получают одноцепочечный фрагмент, Ф-, становится Ф+.

Берем мутанта Ф- его будут инфицировать и смешиваем его с диким типом Ф+, то в результате будут Ф+ дикий тип, возможент 3 вариант клеток, если встряхнули пробирку, процесс оборвался – частичный ауксотроф . Провели эксперимент смешали и каждые 5 минут прерывали процесс. Рядом с Ф-фактором перейдут одни, а потом другие.