
- •Строение и эволюция геномов
- •Генотип – совокупность всех генов организма
- •Отличие понятий геном и генотип
- •Сегодня под геномом понимают прежде всего информационное содержание
- •Сколько генов у разных видов?
- •Первые представления о геномах – это генетические карты организмов
- •Хронология расшифровки геномов
- •Полностью расшифрованы 1154 генома:
- •Геном человека
- •Что есть в геноме?
- •50 kb генома человека
- •Современное определение гена
- •Прокариотический ген
- •Число генов – растет ли оно пропорционально уровню сложности?
- •Число генов и сложность организма
- •Возможное объяснение малой разницы в числе генов
- •Гомологичные гены
- •Мультигенные семейства
- •Как появляются новые гены?
- •Родительский ген
- •Родительский ген
- •Родительский ген
- •Всегда ли после дупликации образуется новый ген?
- •Семейство глобиновых генов человека
- •β-глобиновые гены человека
- •Выход
- •Эволюция генов β-субъединицы гемоглобина
- •Псевдогены
- •Псевдогены в геноме человека
- •Механизм образования псевдогенов через обратную транскрипцию зрелой м-РНК
- •В псевдогены превращаются гены, на которые не действует отбор
- •Цветовое зрение
- •Приматы: дупликация и дивергенция
- •Пример: гены гомеобокса (Hox) дрозофилы – один кластер
- •Позвоночные: 4 кластера генов гомеобокса (Hox)
- •Как появляются новые гены?
- •Прокариотический ген
- •Интроны
- •Интроны и экзоны в генах человека
- •Количество интронов в гене возрастает у эукариот с усложнением организации
- •Зачем нужны интроны?
- •Альтернативный сплайсинг
- •Блочный принцип строения генов: одни и те же экзоны встречаются в разных генах
- •Механизмы обмена экзонами
- •Незаконный кроссинговер
- •Некоторые гены находятся в интронах других генов
- •Гены РНК
- •Типы РНК
- •Скорость эволюции генов
- •Гены меняются с разной скоростью
- •Гомология генов человека с другими видами.
- •Итоги – механизмы эволюции генов
- •Горизонтальный перенос
- •Горизонтальный перенос
- ••Горизонтальный перенос мог быть основным
- •Сусложнением клеточной структуры прокариот и превращением генома в целостную иерархическую систему генов (рост
- •Размеры геномов
- •100 млрд
- •Примеры С-парадокса
- •Примеры С-парадокса
- •Что есть в геноме?
- •50 kb генома человека
- •Человек
- •Плотность генов
- •У высших форм меньше плотность генов
- •в1990 г Археи выделены
- •Геномы прокариот и эукариот
- •Вчем смысл избыточности ДНК?
- •Мобильные элементы (транспозоны)
- •Мобильные элементы – это особый класс ДНК
- •Строение мобильного элемента
- •Механизмы перемещения
- •Ретротранспозоны
- •Как много мобильных элементов в геноме?
- •4 класса транспозонов млекопитающих
- •Зачем нужны мобильные элементы?
- •Ретротранспозоны очень похожи на вирусы
- •Что есть в геноме?
- •Сателлитная ДНК
- •Сателлитная ДНК
- •Есть ли у сателлитной ДНК какие-либо функции?
- •Эволюционная геномика
- •Фанерозой 550
- •Применение метагеномики для построения естественной филогении
- •Молекулярная филогения прокариот
- •Выводы
- •Геномы человека и шимпанзе
- •Геном неандертальца

Примеры С-парадокса
Плодовая мушка |
Горный кузнечик Podisma |
Drosophila melanogaster |
pedestris |
180 Mb |
18 000 Mb |
Разницу в размере генома в 100 раз трудно объяснить исходя из сходства таксономического положения и морфологии видов.

Примеры С-парадокса
Amoeba dubia |
|
|
|
Простейший организм – амеба |
|
|
|
имеет размер генома 670 |
человек - |
3 млрд.н.п |
|
млрд.н.п. |
|||
|
|
Геном амебы больше в 200 раз

Что есть в геноме?
Транскрибируемые последовательности
Гены
Мобильные элементы
Нетранскрибируемые
Сателлитная ДНК
Уникальная некодирующая ДНК

50 kb генома человека
|
ген |
МЭ |
|
|
LTR-элемент |
|
Микросателлит |
||||
Микросателлит |
|
||||
ГАГАГАГА… |
|
ТАТТ×n |
|
SINE-элементы LINE-элементы
ген
экзоны гена
МЭ |
ген |
уникальная ДНК с неизвестными функциями |
псевдоген

Человек
Дрожжи
Дрозофила
Кукуруза
Бактерия

Плотность генов |
Число интронов |
% генома, |
(число на Мб) |
на ген |
занятый МЭ |
Дрожжи
Дрозофила
Человек
479 0.04 3.4%
76 |
3 |
12% |
11 |
9 |
44% |

У высших форм меньше плотность генов
Человек. Кластер глобиновых генов
5 генов, 2 псевдогена
Дрожжи. Участок хромосомы III
45 генов
Карта участка одинаковой длины (80 kb) геномов человека и дрожжей.

в1990 г Археи выделены
вотдельное
надцарство (империю) по
филогении р-РНК

Геномы прокариот и эукариот
Некодирующая
ДНК
1%
10%
Гены
90%
Мобильные
элементы
20%
Гены
30%
Экзоны
1.5%
Прокариота |
Эукариота |
(E.coli ) |
(человек) |

Вчем смысл избыточности ДНК?
Точного ответа на этот вопрос нет
Гипотезы:
Возрастание роли и числа регуляторных элементов генома
Защита соматических клеток от мутаций