Нуклеоид

(прокариоты)

1.Это двухцепочечная кольцевая суперспирализованная молекула ДНК

2.Размер генома 3 - 5×106 п.н.

3.ДНК находится в комплексе с функциональными и, возможно, структурными (гистоноподобными) белками.

4.Молекула ДНК монорепликонная (1 ori-сайт).

5.В области ori-сайта нуклеоид прикреплен к цитоплазматической мембране.

6.Кодирующие последовательности ДНК составляют 70% генома, 30% - межгенные промежутки и регуляторные области.

7.Около 4 000 генов

8.Характерна оперонная структура.

9.Интроны отсутствуют.

ДНК митохондрий и хлоропластов

Митохондрии и хлоропласты содержат собственные молекулы ДНК с собственными системами, необходимыми для экспрессии генов этой ДНК. Организация ДНК органелл оказалась более схожей с организацией ДНК у бактерий и вирусов

Молекулярная организация и продукты генов митохондриальной ДНК

Митоходриальная ДНК (мтДНК) у большинства эукариот – двуцепочечная кольцевая молекула, реплицируется полуконсервативно и не связана с белками. Содержит около 16-18 т.п.н. – у дрожжей 75 т.п.н., у арабидопсиса до 360 т.п.н. В митохондриях позвоночных 5-10 молекул ДНК на органеллу, в хлоропластах растений 20-40 копий на органеллу.

Несколько характерных черт мтДНК –

убольшинства отсутствуют интроны и ДНК-повторы, генетический код отличен от стандартного,

учеловека кодирует 2 рРНК, 22 тРНК и ряд полипептидов для клеточного дыхания (другая часть этих полипептидов кодируется ядерной ДНК, т.е. наблюдается совместное кодирование).

Рибосомы в органеллах отличаются от цитоплазматических – они ближе к прокариотическим. Определенные белковые продукты ядерных генов необходимы для биологической активности митохондрий.

Митохондриальная ДНК человека

1.Кольцевая суперспирализованная двухцепочечная молекула ДНК.

2.Длина молекулы ДНК – 16 569 п.н.

3.37 генов: 2 гена рРНК, 13 генов, кодирующих белки, 22 гена тРНК.

4.Есть перекрывающиеся гены

5.1 ori-сайт (монорепликонная молекула ДНК)

6.Комплементарные цепи различаются по удельной плотности. Одна цепь – тяжелая (содержит много пуринов), другая – легкая (содержит много пиримидинов).

7.2 промотора (по одному на каждой цепи)

8.Синтезируются полицистронные РНК

Митохондриальная ДНК человека

9.Процессинг РНК:

•Разрезание полицистронной РНК

•Полиаденилирование 3’-концов мРНК

•Редактирование РНК (модификация или замена нуклеотидов)

КЭПирования нет.

Сплайсинга нет (в митохондриальных генах человека интроны отсутствуют).

10.ДНК не метилируется.

11.Митохондриальная ДНК наследуется по материнскому типу

12.Есть отклонения от универсального генетического кода:

•Кодон АУА кодирует метионин (вместо изолейцина)

•Кодон УГА кодирует триптофан (вместо стоп-кодона)

•Кодоны АГА и АГГ являются стоп-кодонами (в универсальном коде кодируют аргинин )

Митохондриальная ДНК

Цитохром b

12S рРНК

16S рРНК

Ori

Молекулярная организация и продукты генов ДНК хлоропластов

Размер ДНК хлоропластов (хлДНК) намного больше мтДНК

– 120-200 т.п.н. Сходство – кольцевая двуцепочечная ДНК, реплицируется полуконсервативно и не ассоциирована с белками.

Хламидомонада – 75 копий (каждая 195 т.п.н.) на органеллу, у высших растений - множественные копии в каждой органелле, но их размер меньше (134 т.п.н. у гороха).