1 / 34

Ievads Molekulārajā Ģenētikā

DNS sintēze (replikācija). DNS. RNS sintēze (transkripcija). RNS. proteīnu sintēze (translācija). PROTEĪNS. aminoskābes. Ievads Molekulārajā Ģenētikā. DNS un RNS Struktūras Genoms DNS Replikācija DNS Reparācija un Rekombinācija Transkripcija, mRNS nobriešana Translācija

keahi
Download Presentation

Ievads Molekulārajā Ģenētikā

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. DNS sintēze (replikācija) DNS RNS sintēze (transkripcija) RNS proteīnu sintēze (translācija) PROTEĪNS aminoskābes Ievads Molekulārajā Ģenētikā • DNS un RNS Struktūras • Genoms • DNS Replikācija • DNS Reparācija un Rekombinācija • Transkripcija, mRNS nobriešana • Translācija • Gēnu Ekspresijas Regulācija • Metodes, Gēnu Inženierija http://priede.bf.lu.lv/ Studiju materiāli / MolekularasBioloģijas / IevadsMolGen / LV

  2. DNS ģenētiskās informācijas nesēja visās šūnās [daudzi vīrusi glabā ģenētisko informāciju RNS molekulā] GENOMS • organisma DNS viens (haploīds) komplekts (organisma ģenētiskās informācijas kopums) • iedalās: fizikāli – HROMOSOMĀS funkcionāli – GĒNOS un citos elementos HROMOSOMA diskrēta genoma vienība, kas satur vienu DNS molekulu GĒNS DNS segments, kas kodē proteīnu vai nekodējošu RNS (ncRNS)

  3. Prokariotiem parasti ir viena cirkulāra hromosoma • Eikariotiem vienmēr ir vairākas lineāras hromosomas haploīda baktērija kapsula vica nukleoīds hromosoma plazmīda prokariotu šūna diploīda šūna goldži aparāts eikariotu šūna kodols hromosomas endoplazmatiskais tīkls mitohondrijs haploīda šūna Molecular Biology of the Gene, 5th Edition

  4. Selektīvi iekrāsotas cilvēka mitotiskās hromosomas

  5. Mitohondrijiem un hloroplastiem ir savs genoms Cilvēka šūna Kodola genoms Mitohondriju genomi Genomes, 2nd Edition

  6. Genomu izmēri un gēnu skaits aptuveni korelē ar organisma kompleksumu (modificēts)

  7. Vīrusiem ir dažāda tipa mazi genomi HIV genoms

  8. Prokariotu genomi ir kompakti, t.i., veidoti gandrīz tikai no gēniem Replikācijas sākums (ori – origin of replication) E. coligenoms bāžu pāri (bp) ~ 0.2% (9000 bp) E. coli hromosomas RNS transkripti E.coli hromosomas DNS gēns a gēns d gēns e gēns f gēns b gēns c gēns g 5000 nukleotīdu pāri

  9. Cilvēka mitohondriju genoms ATF sintetāzes subvienības citohroma oksidāzes subvienības NADH dehidrogenāzes subvienības NADH dehidrogenāzes subvienības = proteīnus kodējošie rajoni (13) = tRNS gēni (22) kopējais genoma garums = 16 569 bp 12S rRNS 16S rRNS citohroms b replikācijas sākums Mitohondrijiem raksturīgas stipri minimizētas bakteriāla genoma versijas

  10. Kompleksākos organismos gēnu blīvums samazinās 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

  11. Gēnu organizācija cilvēka hromosomā cilvēka 22 hromosoma – 48 miljoni bp heterohromatīns 10% hromosomas, ~ 40 gēni 1% hromosomas, 4 gēni viens gēns ~ 34 000 bp gēnu ekspresija eksons introns regulatorās DNS secības proteīns saritināts proteīns

  12. Lielu daļu cilvēka genoma aizņem atkārtotas sekvences procenti introni retrovīrusiem līdzīgie elementi proteīnus kodējošie rajoni DNS transpozonu ‘fosilijas’ GĒNI TRANSPOZONI citas DNS sekvences vienkāršie sekvences atkārtojumi segmentu duplikācijas ATKĀRTOTAS SEKVENCES UNIKĀLAS SEKVENCES

  13. Prokariotu DNS atrodas citoplazmā Eikariotu DNS lokalizēta kodolā Eikariotu šūna Prokariotu šūna Kodols Nukleoīds Nukleoīds Kodols Molecular Cell Biology, 4th Edition

  14. Proteīni: • Histoni • - H1, H2A, H2B, H3, H4 • Ne-histonu proteīni DNS un saistītie proteīni: HROMATĪNS Kodolā DNS ir saistīta ar proteīniem: HROMATĪNS

  15. Šūnas cikla laikā hromosomas eksistē atšķirīgos stāvokļos interfāze M fāze DNS replikācija Molecular Biology of the Gene, 5th Edition

  16. Šūnas cikla laikā hromosomas eksistē atšķirīgos stāvokļos

  17. Hromatīnam raksturīgi vairāki hierarhiskas organizācijas līmeņi DNS dubultspirāle Kodols, ko veido 8 histoni Histons H1 Linkera DNS DNS Nukleosoma Metafāzes hromosomas Life The Science of Biology, 7th Edition

  18. Molecular Biology of the Gene, 5th Edition Interfāzes hromatīnam vērojamas dažādas pavedienveida formas interfāze M fāze

  19. nukleosoma histonu kodols kodola DNS (147 bp) linkera DNS (20-60 bp) Molecular Biology of the Gene, 5th Edition Hromosomas pamatvienība ir NUKLEOSOMA

  20. linkera DNS histonu kodols nukleosomu ķēdīte nukleosoma ietver ~ 200 DNS bāžu pārus AR NUKLEĀZI SAŠĶEĻ LINKERA DNS atbrīvojas nukleosomas kodola daļiņa DISOCIĀCIJA oktamērais histonu kodols 147 bāžu pāru DNS fragments DISOCIĀCIJA NUKLEOSOMA = 2x H2A, H2B, H3, H4 + DNS

  21. N-gala aste kompaktā histonu struktūra H2A-H2B dimērs H3-H4 tetramērs Molecular Biology of the Gene, 5th Edition Histoni ir nelieli, bāziski proteīni, kam raksturīgs kopējs motīvs: centrālā kompaktā struktūra (“histone fold”)

  22. Nukleosomas veidošanās Molecular Biology of the Gene, 5th Edition

  23. Nukleosomu ķēdīte (10nm hromatīna pavediens) tālāk veido 30-nm fibrillu 6-kārtīga kompaktizācija 40-kārtīga kompaktizācija 30nm fibrilla Molecular Biology of the Gene, 5th Edition

  24. 30nm fibrillas veidošanā piedalās linkera histons H1 un kodola histonu N-gala astes 30nm fibrilla Molecular Biology of the Gene, 6th Edition

  25. Tālākā DNS kompaktizācija ietver 30nm fibrillas cilpu veidošanos uz kodola matricas DNS DNS cilpa hromosomas matrica (“scaffold”) 1000-kārtīga kompaktizācija DNS Molecular Biology of the Gene, 5th Edition

  26. Interfāzes hromatīna struktūra ir dinamiska – hromatīna struktūras REGULĀCIJA augsts gēnu ekspresijas līmenis hromatīna cilpas domēns 30nm fibrilla histonus modificējošie fermenti; hromatīna pārveidošanas kompleksi; RNS polimerāze proteīni, kas veido hromosomas matricu

  27. sekvences specifiski DNS saistošie proteīni 30nm fibrilla nukleosoma Nukleosomu izvietojumu uz DNS ietekmē ne-histonu proteīni

  28. Hromatīna struktūrai raksturīgas divu tipu izmaiņas gēna aktivācijas proteīns histonu acetilāze hromatīna pārveidošanas (remodelēšanas) komplekss pārveidotas nukleosomas specifiskas acetilācijas vispārējie transkripcijas faktori un RNS polimerāze TRANSKRIPCIJAS AKTIVĀCIJA

  29. Tipiskas histonu modifikācijas nukleosoma acetilēts lizīns metilēts arginīns metilēts lizīns fosfoserīns Recombinant DNA, 3rd Edition

  30. Modifikācijas piešķir hromatīnam noteiktu nozīmi - Histonu Koda Hipotēze modifikācijas ‘nozīme’ heterohromatīna veidošana, gēnu apklusināšana (“silencing”) gēnu ekspresija gēnu ekspresija Hox gēnu apklusināšana, X hromosomas inaktivācija

  31. heterohromatīna proteīni nukleosomas histonu modifikācijas 1. Eihromatīns • “parastā” forma • satur (potenciāli) aktīvus gēnus 2. Heterohromatīns • kompaktāka forma, kas inaktivē gēnus • specifiskas histonu modifikācijas • papildus proteīni (HP1) • konstitutīvs • vienmēr un visur • centromēras, telomēras u.c. • nesatur gēnus • fakultatīvs • noteiktās šūnās vai noteiktā laikā • satur neaktīvus gēnus heterohromatīns eihromatīns Molecular Biology of the Cell, 5th Edition Interfāzes hromatīna tipi

  32. DNS dubultspirāles rajons hromosoma nukleosomu ķēdīte 30nm fibrilla centromēra hromosomas rajons izvērstā veidā kondensēta hromosomas daļa mitotiskā hromosoma hromatīda REZULTĀTS: KATRA DNS MOLECULA IEPAKOTA HROMOSOMĀ, KAS IR 10 000 REIŽU ĪSĀKA PAR TĀS GARUMU Mitotiskās hromosomas veido hromatīns tā kondensētākajā formā

  33. 50 miljonu bāžu pāru Katrai mitotiskai hromosomai ir raksturīga specifiska joslu aina (pēc krāsošanas)

  34. Katra eikariotu hromosoma satur 1 centromēru, 2 telomēras un daudzas replikācijas iniciācijas vietas (ori) telomēra ori kodola membrāna centromēra mitotiskā vārpstiņa kinetohora mitoze DNS replikācija Molecular Biology of the Gene, 5th Edition

More Related