Вопрос .Молекулярное строение генов у прокариот и эукариот



Все организмы на Земле подразделяют на две группы по признаку структурной организации ядра в их клетках. Те, называют

Эукариоты- многоклеточные и одноклеточные организмы, в клетках которых имеется ядро, Генетический аппарат всех эукариот находится в ядре и защищён ядерной оболочкой.

У эукариот ДНК линейная и связана с белками-гистонами и другими белками хромосом, которых нет у бактерий(прокариотов).

 Прокариоты -одноклеточные микроорганизмы, не имеющие четко сформированного ядра, В прокариотической клетке содержится только одна хромосома, которая находится в особой области клетки — нуклеоиде, который не отделён мембраной от остальной цитоплазмы.

У прокариот ДНК кольцевая.

Организация генома прокариот (на примере кишечной палочки)           

Для прокариот характерна относительно простая структура генов.

Основу генетического аппарата кишечной палочки составляет бактериальная хромосома, входящая в состав нуклеоида – ядерноподобной структуры. Нуклеоид по морфологии напоминает соцветие цветной капусты и занимает примерно 30% объема цитоплазмы. Бактериальная хромосома представляет собой кольцевую двуспиральную правозакрученную молекулу ДНК длиной около 1 мм., которая свернута во вторичную спираль. Каждая такая молекула состоит из 5-100 пар нуклеотидов. Суммарное содержание ДНК (геном) в бактериальной клетке намного меньше, чем в эукариотической, а, следовательно, меньше и объем закодированной в ней информации. В среднем такая ДНК содержит несколько тысяч генов.Длина бактериальной хромосомы составляет примерно 4,7 млн. нуклеотидных пар (п.н.), или ~ 1,6 мм. Вторичная структура хромосомы поддерживается с помощью гистоноподобных (основных) белков и РНК. Бактериальная хромосома удваивается перед делением клетки, и сестринские копии распределяются по дочерним клеткам.Молекулы ДНК, способные себя воспроизводить путем репликации, называются репликоны.

 

Прерывистое строение генов эукариот.

 Гены эукариот имеютразнообразное строение и размеры. Большинство генов эукариот имеет прерывистое строение, т.е. их кодирующие последовательности - экзоны чередуются с некодирующими последовательностями - интронами. Некоторые гены не имеют прерывистого строения и их последовательности колинеарны (соответствуют) последовательностям молекул РНК, синтезируемым на их матрице.

схема строения гена эукариот:

 

кодирующий белок (экзоны, синий цвет) и некодирующий белок -интроны (серый) цвет 3' и 5' нетранслируемые области (зелёный) в гене человека .

Структура гена эукариот.

Ген включает несколько функциональных участков ДНК:

промотор - регуляторная последовательность ДНК, необходимая для связывания РНК-полимеразы (не транскрибируется)

– нетранслируемая область (лидер) – начинается от точки начала транскрипции до старт-кодона (транскрибируется, но не транслируется, входит в состав зрелой мРНК)

Кодирующая область - экзоны и интроны (транскрибируется, интроны вырезаются из пре-мРНК)

 – нетранслируемая область (трейлер) – от стоп кодона до последовательности терминатора. Включает сайт полиаденилирования.

3 ворос.Уникальные гены.Повторы на ДНК

В конце 60-х годов работами американских ученых Р. Бриттена, Э. Дэвидсона и других была открыта фунда­ментальная особенность молекулярной структуры генома эукариот – нуклеотидные последовательности разной степени повторяемости

Различают следующие фракции в геноме эукариот.

1. Уникальные, т.е. последовательности, представ­ленные в одном экземпляре или немногими копиями. Как правило, это цистроны – структурные гены, кодирующие белки.

2. Низкочастотные повторы – последовательности, повторяющиеся десятки раз.

3. Промежуточные, или среднечастотные, повторы – последовательности, повторяющиеся сотни и тысячи раз. К ним относятся гены рРНК (у человека 200 на гаплоидный набор, у мыши – 100, у кошки – 1000, у рыб и цветковых растений – тысячи), тРНК, гены рибосомных белков и белков-гистонов.

4. Высокочастотные повторы, число которых достигает 10 миллионов (на геном). Это короткие (~ 10 пн) некодирующие последовательности, которые входят в состав прицентромерного

Повторы образуют так называемые семейства, под которыми понимают совокупность последовательностей, полностью или по большей части гомологичных друг другу. Остальные 90 % генома эукариот, его эухроматическая часть, построены по принципу чередования (интерсперсии) уникальных и повторяющихся последовательностей.

4 вопрос. Структурные гены

 Структурными генами называются участки ДНК, кодирующие белковые цепи, т-РНК и р-РНК. точное определение дала молекулярная биология: ген – фрагмент генетического кода, который может синтезировать только один определённый полипептид или РНК Структурные гены — уникальные компоненты генома, представляющие единственную последовательность, управляющую синтезом специфических белков (гл. обр. ферментов)

 Наряду со структурными генами ДНК содержит регуляторные последовательности. Они могут обозначать начало или конец структурного гена, запускают или прекращают транскрипцию.

5 вопрос . Один ген - один фермент

Долгое время ген рассматривали как часть наследственного материала (единицу), обеспечивающую развитие определенного признака организма. Но каким образом функционирует ген, оставалось неясным. В 1945 г. Дж. Бидлом и Э. Татумом была сформулирована гипотеза, которую можно выразить формулой "Один ген - один фермент". Позднее было показано, что многие белки-ферменты имеют четвертичную структуру (состоящую из нескольких простых белков (полипептидных цепей, полипептидов)), кодируемую разными генами. Поэтому формула, отражающая связь между геном и признаком, была несколько преобразована: "Один ген - один полипептид". ,так же эта модификация в определении означает, что гены кодируют не только ферменты, но и все другие белки любого организма. Эта гипотеза полностью подтвердилась в работах многих исследователей, в том числе при изучении наследственных болезней обмена веществ у человека.

24. Близнецовый метод исследования наследственности человека
Близнецовый метод.
Этот метод состоит в изучении близнецов как монозиготных, так и дизиготных. Он позволяет определить не только наследственную природу того или иного признака, но и оценить качественно и даже количественно влияние на тот или иной признак (например, на появление заболевания) наследственности и внешней среды. Так, если у монозиготных близнецов конкордантность по заболеванию резко превышает конкордантность по тому же заболеванию у дизиготных близнецов, то стоит сделать вывод о значительной роли наследственности в развитии данной патологии.
Объясняется такой вывод очень легко. Монозиготные близнецы имеют абсолютно одинаковый геном - значит все их различия обусловлены исключительно влиянием среды (биосоциальной среды!). Дизиготные близнецы имеют и генетические отличия, но и среда на них также влияет по-разному. Отсюда, если конкордантность (признак проявляется у обоих близнецов) у монозиготных близнецов выше, чем у дизиготных, то роль наследственности более значительна, чем роль среды. А значит такое заболевание можно считать наследственным.

 

 


Государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Волгоградский государственный медицинский университет»

Министерства здравоохранения Российской Федерации

 

Кафедра биологии

Факультет лечебный

Дисциплина «Биология»

 

Экзаменационный билет №20

 

1. Генеалогический метод, цель, задачи, этапы исследования.

2. Онтофилогенетические предпосылки врожденных пороков развития систем органов человека.

3. Карликовый цепень. Систематическое положение, цикл развития, обоснование методов лабораторной диагностики, пути заражения, профилактика.

М.П.                                                              Зав. кафедрой ___________


Дата добавления: 2018-09-20; просмотров: 3423; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!