1 / 29

Molekulārā Ģenētika

Molekulārā Ģenētika. Cilvēka Genoms: Bioloģija un Medicīna. Ievads Molekulārās Ģenētikas Pamati Gēnu Aktivitātes Regulācija Cilvēka Genoma Projekts Tests I Cilvēka Genoms I Cilvēka Genoms II Genoma Variācijas Tests II Monogēnās un Kompleksās Slimības

athena-snyder
Download Presentation

Molekulārā Ģenētika

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Molekulārā Ģenētika Cilvēka Genoms: Bioloģija un Medicīna • Ievads • Molekulārās Ģenētikas Pamati • Gēnu Aktivitātes Regulācija • Cilvēka Genoma Projekts • Tests I • Cilvēka Genoms I • Cilvēka Genoms II • Genoma Variācijas • Tests II • Monogēnās un Kompleksās Slimības • Farmakoģenētika (& koronārā sirds slimība) • [Imunoglobulīnu gēni] • [Vēža molekulārā bioloģija] • Tests III • Parādi (vai eksāmens) • Laimīgu Jauno Gadu!  http://priede.bf.lu.lv - Studiju materiāli / MolekularasBioloģijas / MolGen / LV

  2. Gēnu blīvums cilvēka genomā ir neliels Molecular Biology of the Gene, 6th Edition

  3. DNS segmenta salīdzinājums dažādiem organismiem starpgēnu rajoni gēni RNS polimerāzes gēns atkārtotas sekvences introni (57 gēni) (31 gēns) (9 gēni) Cilvēks (2 gēni) rajona garums, bp Molecular Biology of the Gene, 6th Edition

  4. Gēni un citi elementi cilvēka genoma segmentā Genomes, 2nd Edition

  5. Atkārtotās sekvences aizņem lielu daļu cilvēka genoma procenti introni retrovīrusiem līdzīgie elementi proteīnus kodējošie rajoni DNS transpozonu ‘fosīlijas’ GĒNI TRANSPOZONI citas DNS sekvences vienkāršie sekvences atkārtojumi segmentu duplikācijas ATKĀRTOTĀS SEKVENCES UNIKĀLAS SEKVENCES

  6. >5% cilvēka genoma sastāda segmentālās duplikācijas: 1000 – 1500000 bp; >90% identiskums Intrahromosomālāsun interhromosomālās duplikācijas 22. hromosomā Genomes, 2nd Edition

  7. Segmentālo duplikāciju iespējamās sekas Segmentālās duplikācijas Homologas hromosomas Duplikācija Genomes, 2nd Edition

  8. Segmentālās duplikācijas var izraisīt delēcijas un ir vismaz dažu sindromu cēlonis - + Emery’s Elements of Medical Genetics, 13th Edition (modificēts)

  9. Izkliedētie un tandēmiskie atkārtojumi Hromosoma 1 Izkliedētie atkārtojumi - radušies transpozīciju rezultātā Hromosoma 2 Tandēmiskie atkārtojumi - replikācijas neprecizitātes sekas SSR [simple sequence repeats] – vienkāršie sekvences atkārtojumi P.S. Formāli arī dažas citas atkārtotas sekvences, piem., rRNS gēnu klasteri (izcelsme - gēnu duplikācijas) pieder pie tandēmiskajiem atkārtojumiem Genomes, 2nd Edition

  10. Izkliedēto atkārtojumu blīvums cilvēka genomā variē Izkliedētie atkārtojumi Eksoni

  11. Liela daļa izkliedēto atkārtojumu ir “antīki” vecāki Izkliedēto atkārtojumu proporcija (%) jaunāki Atšķirības no ‘consensus’ sekvences cilvēks muša tārps sinepes

  12. Izkliedēto atkārtojumu klases, struktūra un skaits cilvēka genomā P (poli-A elementi) P P LTR (endogēnie retrovīrusi) LTR (LTR elementi) P LTR LTR LINE – Long Interspersed Nuclear Element SINE – Short Interspersed Nuclear Element LTR – Long Terminal Repeat P – promoters ORF (open-reading frame) 1 – RNS saistības proteīna gēns ORF2 – reversās transkriptāzes un endonukleāzes gēns gag – kodē kapsīda proteīnus pol – kodē reverso transkriptāzi (ar RNāzes H aktivitāti) un integrāz (env) – kodē apvalka proteīnus(endogēnajiem retrovīrusiem nav, eksogēnajiem ir)

  13. Izkliedēto atkārtojumu grupas un skaits cilvēka genomā Genomes, 2nd Edition

  14. DNS transpozonu pārvietošanās bez duplikācijas (‘cut-and-paste’) transpozons donora hromosomā A sinaptiskais komplekss (transpozosoma) transpozāzes monomēri sašķelta donora hromosoma A sašūta donora hromosoma A īsi invertētie atkārtojumi centrālais starpprodukts integrējies transpozons mērķa hromosoma B īsi tiešie atkārtojumi

  15. LTR elementi LINEs SINEs Human Molecular Genetics, 2nd Edition; modificēts Elementi, kuru transpozīcija ietver RNS stadiju (retrotranspozīciju) (RT - reversā transkriptāze jeb revertāze)

  16. Retrotranspozīcijas vispārējais mehānisms retrotranspozons transkripcija reversā transkripcija RNS DNS integrācija retrotranspozons retrotranspozona kopija Genomes, 2nd Edition

  17. LTR elementu retrotranspozīcija LTR elements DNS transkripcija RNS reversā transkripcija citoplazmā kDNS (kopijas DNS) atšķeltais dinukleotīds mērķa DNS integrāzes katalizēta mērķa DNS šķelšana un transpozona pievienošana pārtraukumu aizpildīšana un pavedienu savienošana (veic šūnas proteīni) Molecular Biology of the Gene, 5th Edition

  18. Retrotranspozonu un LTR elementu kDNS sintēze Molecular Biology of the Gene, 5th Edition

  19. Retrotranspozonu un LTR elementu kDNS sintēze Molecular Biology of the Gene, 5th Edition Molecular Biology of the Gene, 5th Edition

  20. LINE elementu retrotranspozīcija LINE elementa DNS transkripcija LINE mRNS translācija ORF 1 un ORF 2 proteīni saistīšanās ar LINE mRNS mērķa DNS saistīšanās ar mērķa DNS mērķa DNS šķelšana RNS-DNS hibrīda veidošanās LINE kDNS pirmā DNS pavediena (kDNS) sintēze RNS degradācija un otrās DNS ķēdes sintēze DNS pārtraukumu aizpildīšana un pavedienu savienošana LINE DNS Molecular Biology of the Gene, 5th Edition kodolā

  21. Jaunas LINE1 insercijas ir konstatētas vismaz 34 slimību gadījumā Faktora VIII (hemofīlijas A) gēna karte Eksons TaqI restriktāzes šķelšanas vietas Vecmāmiņa Pacients Māte Eksons (-i) Recombinant DNA, 3rd Edition kDNS restrikcijas analīzes rezultāti

  22. Cilvēka Alu un peles B1 elementu izcelsme un ekspansija Human Molecular Genetics, 2nd Edition Alu (un B1) satur iekšēju RNS Pol III promoteru (a un b elementi), pateicoties kuram tiek transkribēti un ir aktīvi. Molecular Biology of the Gene, 5th Edition

  23. Rekombinācija starp Alu elementiem var izraisīt ģenētiskās slimības (Zema Blīvuma Lipoproteīnu Receptora gēns) ZBLR Transmembrānas domēns ZBL saistības domēns Eksoni Alu elementi Duplikācija ZBLR pacients 1 Delēcija ZBLR pacients 2 Hromosomas Rekombinācija starp Alu elementiem Duplikācija vai delēcija Recombinant DNA, 3rd Edition

  24. Genomes, 2nd Edition Tandēmisko atkārtojumu klases • Satelīti: 5 - 171 bp vienība; lieli klasteri (> 100 000 bp) • heterohromatīnā centromēru rajonā; netiek transkribēti • funkcija neskaidra – iespējams, centromēru veidošana (a satelīts) • Minisatelīti: 6 - 64 bp vienība; vidēji klasteri (100 -20 000 bp) • heterohromatīnā telomērās vai to tuvumā; netiek transkribēti • telomēru atkārtojumi – hromosomu galu struktūra un replikācija • Mikrosatelīti: 1 - 4 bp vienība; īsiklasteri (<150 bp ) • izkaisīti pa genomu; funkcija nezināma; plaši izmanto kā marķierus • atrodoties gēnā vai tā tuvumā var izraisīt slimības (tripletu ekspansija) ..........CACACACACACACACA...........................................................CACACACACACA...................

  25. Tandēmisko atkārtojumu izvietojums hromosomās (~ ik pēc 2000 bp) Human Molecular Genetics, 2nd Edition

  26. Hromosomu galu replikācijas problēma pēdējais Okazaki fragments Okazaki fragmentu savienošana nepilnīgi replicēta DNS nākamā replikācija hromosoma kļuvusi īsāka Molecular Biology of the Gene, 6th Edition

  27. Problēmu atrisina hromosomu galu struktūra un ferments telomerāze telomerāze telomēra telomerāzes RNS telomerāze pagarina telomēras 3’-galu DNS sintēze pagarinātais 3’-gals kalpo kā matrica jaunam Okazaki fragmentam pārvietošanās telomēras pagarinājums (joprojām raksturīgs 3’-vienpavediena rajons) atkārto DNS sintēze Molecular Biology of the Gene, 6th Edition

  28. Tripletu ekspansijas slimības FMR1 (regulē mRNS translāciju nervu šūnās) gēna promotera rajons Normāla alēle Vecāku DNS Premutēta alēle Pēcnācēju DNS Defektīva alēle Tālāku pēcnācēju DNS Life The Science of Biology, 7th Edition (modificēts)

  29. Tripletu ekspansijas slimības Emery’s Elements of Medical Genetics, 13th Edition (modificēts) CAG – glutamīna (Gln) kodons (CAG)n – poliglutamīna trakti – pārsniedzot kritisku izmēru, veidojas proteīnu agregāti Padzīvojušiem cilvēkiem (“late-onset”) - neirodeģeneratīvas (dominantas) slimības Jo lielāks atkārtojumu skaits, jo ātrāk iestājas saslimšana

More Related