- •ВОСПРОИЗВЕДЕНИЕ
- •ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЕНОМА.
- •Функциональная единица генома – ген.
- •В 40-х годах ХХ века Бидл и Татум сформулировали гипотезу «1 ген –
- •Чейз и Херши доказали, что этим функциональным участком является ДНК, следовательно ген –
- •КЛАССИФИКАЦИЯ ГЕНОВ.
- •В зависимости от локализации генов в структурах клетки различают:
- •По своему функциональному назначению гены делятся на: А) гены, кодирующие белки
- •Б) гены, контролирующие синтез РНК.
- •По генопродуктам выделяют гены:
- •ОСОБЕННОСТИ ГЕНОМА ПРОКАРИОТ И ЭУКАРИОТ.
- •явление избыточности ДНК.
- •в геноме эукариот имеются повторяющиеся (дуплицированные) гены:
- •Уникальные и повторяющиеся последовательности (доля) в геноме некоторых эукариот (по F. Ayala, J.
- •по генному составу.
- •различия в молекулярном строении гена. У прокариот ген на всем протяжении является функциональным,
- •РЕГУЛЯЦИЯ АКТИВНОСТИ ГЕНОВ.
- •Структурно – функциональная организация ДНК у про- и эукариот
- •Промотор
- •Ген-регулятор
- •Гены-модуляторы: Обнаружены
- •Неинформативные
- •Механизм регуляции экспрессии генов у прокариот рассматривается на уровне оперона, а у эукариот
- •Оперон включает в себя следующие гены:
- ••ген-регулятор.
- ••ген-оператор. Он управляет функционированием структурных генов оперона, т.е. включает или выключает их. Если
- •Теория генетической регуляции белкового синтеза была разработана французскими генетиками Жакоба и Моно в
- ••Структурные гены детерминируют (кодируют, контролируют) синтез ферментов, которые необходимы для одного метаболического цикла
- •Все гены оперона функционируют совместно, поэтому одновременно синтезируются все 3 фермента, или не
- •Может быть 2 состояния оперона:
- •Основные принципы регуляции активности генов у эукариот.
- •4.У эукариот существуют белки-регуляторы, контролирующие работу других регуляторных белков, и их действие может
- •Все гены организма можно разделить на две большие группы:
- •Конститутивные гены – это гены с постоянной экспрессией, они постоянно включены, то есть
- •Индуцибельные гены («гены роскоши»)
- •ИТОГ:
- •ГЕНЕТИЧЕСКИЙ АППАРАТ КЛЕТОК ЭУКАРИОТ.
- •ДОКАЗАТЕЛЬСТВА ГЛАВЕНСТВУЮЩЕЙ РОЛИ ЯДРА В НАСЛЕДСТВЕННОСТИ. ЗАКОНОМЕРНОСТИ НАСЛЕДОВАНИЯ ЧЕРЕЗ ЦИТОПЛАЗМУ.
- •Основная масса ДНК сосредоточена в ядре (более 90%). В митохондриях – 1,5%, пластидах
- •Косвенные доказательства.
- •Экспериментальные доказательства.
- •Проводились эксперименты на земноводных (лягушках и тритонах).
- •Закономерности наследования через цитоплазму.
- •Наследственный аппарат клетки.
- •РОЛЬ ХРОМОСОМ В НАСЛЕДСТВЕННОСТИ.
- •Ядру принадлежит главная роль благодаря наличию хромосом, которые являются материальным субстратом наследственности и
- •Строение метафазной хромосомы.
- •Центромерный индекс
- •Химический состав хромосом.
- •Организация ДНП в хромосоме. Организация хромосом в клеточном цикле. Уровни компактизации ДНП.
- •Нуклеосомный уровень.
- ••Нуклеомерный уровень (супернуклеосомный, сверхбусина, соленоид). Образуется за счет укладки или объединения 8-10 нуклеосом.
- ••Хромомерный
- ••Хромонемный
- ••Хромосомный
- •Функции метафазной хромосомы.
Основные принципы регуляции активности генов у эукариот.
1.У эукариот не установлено оперонной организации генов, так как гены, определяющие синтез ферментов одной цепи биохимических реакций, могут быть рассеяны в геноме и не имеют, как у прокариот, единой регулирующей системы (ген- регулятор, ген-промотор и др.).
2.Регуляция транскрипции у эукариот комбинационная. Активность каждого гена регулируется большим числом генов-регуляторов.
3.У многих генов ДНК у эукариот имеется несколько зон, узнаваемых разными белками.
4.У эукариот существуют белки-регуляторы, контролирующие работу других регуляторных белков, и их действие может оказываться плейотропным.
5.В регуляции экспресии эукариотических генов важную роль играют гены энхансеры и сайленсеры.
6.В регуляции транскрипции участвуют гормоны, а генной активности – гистоны хромосом.
7.Регуляция экспрессии генов осуществляется на всех этапах реализации наследственной информации.
Все гены организма можно разделить на две большие группы:
Конститутивные,
индуцибельные.
Конститутивные гены – это гены с постоянной экспрессией, они постоянно включены, то есть функционируют на всех стадиях онтогенеза и во всех тканях. К ним относятся гены, кодирующие тРНК, рРНК, ДНК-полимеразы, РНК-полимеразы, белки-гистоны, белки рибосом и т.д.
Иначе говоря, это «гены домашнего хозяйства», без которых клетки не могут существовать.
Индуцибельные гены («гены роскоши»)
– это гены с регулируемой экспрессией, они могут включаться и выключаться. У многоклеточных организмов индуцибельные гены называют тканеспецифичными, потому что они по-разному функционируют в разных тканях на разных этапах онтогенеза.
ИТОГ:
признаки |
прокариоты |
эукариоты |
Количество генов |
4000 |
Около 30000 |
Количество ДНК |
4 млн пар |
3-7 млрд пар |
Кодирующие |
нуклеотидов |
нуклеотидов |
Более 90% |
Менее 10% |
|
последовательности |
|
|
ДНК |
|
|
Связь ДНК с |
отсутствует |
Формирует |
гистонами |
Кольцевая, |
нуклеосомы |
Укладка ДНК |
Линейная, с |
|
|
содержит 100 |
замкнутыми |
|
петель по 40 000 пар |
теломерами |
|
нуклеотидов |
|
Количество |
1 |
50000 |
репликонов |
Менее 10% |
Более 90% |
Активно |
||
работающие участки |
отсутствует |
Осуществляется при |
Процессинг |
||
|
|
переходе про-и-РНК |
ГЕНЕТИЧЕСКИЙ АППАРАТ КЛЕТОК ЭУКАРИОТ.
ДОКАЗАТЕЛЬСТВА ГЛАВЕНСТВУЮЩЕЙ РОЛИ ЯДРА В НАСЛЕДСТВЕННОСТИ. ЗАКОНОМЕРНОСТИ НАСЛЕДОВАНИЯ ЧЕРЕЗ ЦИТОПЛАЗМУ.
Основная масса ДНК сосредоточена в ядре (более 90%). В митохондриях – 1,5%, пластидах – 0,7%, центриолях – 0,5%.
Имеется ряд доказательств главенствующей роли ядра.
Косвенные доказательства.
Структурные (требования, предъявляемые к материальному субстрату наследственности): постоянство присутствия в клетке, способность к самоудвоению,
равномерное распределение между дочерними клетками.
Всем трем удовлетворяет только ядро, а органоиды только первым двум.
Анатомические особенности половых клеток. В яйцеклетке много цитоплазмы, а в сперматозоидах мало, тем не менее, у дочерних клеток особенности проявляются в равной степени.