_организация_генов-122127

1. Молекулярная организация генов

2.

Coding sequence of DNA =
Gene for Actin
Coding sequence of DNA =
Gene for Tubulin
Non-coding sequence
of DNA
Coding sequence of DNA = Gene for Catalase
Coding sequence of DNA =
Non-coding sequence of DNA
for Insulin

3.

Gene expression of second class genes (those which encode the proteins)
at a glance.

4.

-Универсальный
-Триплетный
-Специфичный
-Избыточный
-Неперекрываемый
-Без знаков
препинания
-
Рис. 2. Свойства генетического кода
-AUG
инициации
–кодон
Генетический код

5.

6. rRNA

7. DNA

8. RNA

9. Гены – 3 класса

Гены I класса - Гены, кодирующие
последовательность нуклеотидов 28S, 18S, 5,8S
рРНК
Гены II класса - Гены, кодирующие
последовательность аминокислот в белках
Гены III класса - Гены, кодирующие
последовательность нуклеотидов 5S рРНК и все
виды тРНК

10.

Gene expression
DNA
mRNA
Protein
rRNA
tRNA
Экспрессия генов = синтез белка. Для этого нужны все 3 РНК:
мРНК, тРНК, рРНК

11.

12.

13.

Schematic representation of the
human diploid karyotype, showing the
organization of the genome into
chromosomes, as well as
annotated bands and sub-bands as
seen on G banding. This drawing
shows both the female (XX) and male
(XY) versions of the 23rd chromosome
pair. Chromosomal changes during
the cell cycle are displayed at top
center. The mitochondrial genome is
shown to scale at bottom left.

14. Ген – это участок ДНК, который содержит информацию о синтезе: -         одной полипептидной цепи; -         нескольких

Ген – это участок ДНК, который содержит
информацию о синтезе:
-
одной полипептидной цепи;
-
нескольких родственных полипептидных цепей;
-
молекулы РНК (тРНК, рРНК).

15.

Структурные гены

16.

гены
Структурные гены
(синтез митох. белков)

17.

Структура тРНК.
Специфическая
последовательность
нуклеотидов тРНК
и форма тРНК молекул
закодированы
в ДНК генами третьего
класса.

18.

Трансляция - это процесс Перевода последовательности нуклеотидов в
мРНК в последовательность аминокислот в полипептиде
мРНК – содержит кодоны для последовательности аминокислот,
тРНК – транслирует кодоны и транспортирует соответствующие аминокислоты к
рибосоме в момент трансляции,
рРНК – рибосомальная РНК, является неотъемлемой частью рибосом,
рибосомы - это место, где происходит трансляция

19.

Какова функция гена, кодирующего белок
инсулин на молекулярном уровне?
А. Кодировать белок инсулин
Б. Для контроля уровня глюкозы в крови
C. Для связывания с рецептором инсулина
D. Содержит информацию для синтеза
инсулина
E. Все неверно

20.

Какие гены относятся ко второму
классу?
А. Гены, кодирующие инсулин
B. Гены, кодирующие 5.8S рРНК
C. Гены, кодирующие актин
D. Гены, кодирующие Val-тРНК
E. Гены, кодирующие 5S рРНК

21.

Какие гены относятся к первому классу?
А. Гены, кодирующие инсулин
B. Гены, кодирующие 5.8S рРНК
C. Гены, кодирующие 28S рРНК
D. Гены, кодирующие 18S рРНК
E. Гены, кодирующие 5S рРНК

22.

Какие гены относятся к третьему классу?
А. Гены, кодирующие инсулин
B. Гены, кодирующие 5.8S рРНК
C. Гены, кодирующие 28S рРНК
D. Гены, кодирующие 18S рРНК
E. Гены, кодирующие 5S рРНК

23.

Какие гены относятся к третьему классу?
А. Гены, кодирующие тРНК
B. Гены, кодирующие 5.8S рРНК
C. Гены, кодирующие 28S рРНК
D. Гены, кодирующие 18S рРНК
E. Гены, кодирующие 5S рРНК

24.

25.

26.

27.

28.

29.

Coding sequence of DNA =
Gene for Actin
Coding sequence of DNA =
Gene for Tubulin
Non-coding sequence
of DNA
Coding sequence of DNA = Gene for Catalase
Coding sequence of DNA =
Non-coding sequence of DNA
for Insulin

30.

Геном человека
Ядерный геном
Митохондр.геном
3.3млрд пн,
30000-40000 пар
генов
16 600пн, 37 генов
25%
Гены и связанные с
ними
последоват.
75%
Внегенная
ДНК
60%
10%
40%
90%
Экзоны
Псевдоген
ы
Некодирующ
ие
участки
Фрагмент
ы
генов
Уникальны
е
последов.
Интроны,
нетранслир
.
Умеренно и высоко
повтор.последоват.
Тандемы
и кластеры
Разбросанны
е
повторы

31. General structure for ALL GENES… genes of I, II and III classes

CODING SEQUENCES
NON – CODING SEQUENCES
SITE +1
PROMOTER
TERMINATOR

32. Организация генов 2-го класса

Рис. 3. Организация структурных генов эукариот

33.

Peculiarities of the 2nd class genes structure
Exons = coding sequences of the 2-nd class genes, introns = the non-coding ones

34.

⚫Гены составляют 25% генома человека, из них
только 10% последовательностей являются
кодирующими, остальные последовательности
некодирующие.
⚫В геноме человека 30 000 пар генов
⚫Протеом человека составляет 250 000 белков
⚫Выявлено около 1000 генов, мутации которых
вызывают моногенные болезни.

35. Геном один, а клетки разные?!

36.

37.

38.

The 16,569 bp long human mitochondrial
genome with the protein-coding (red, orange,
yellow), ribosomal RNA (blue), and transfer RNA
genes (white). Non-coding mtDNA control
region in grey.

39. Для изучения данной темы вам необходимо знать следующие термины…

⚫ Ген
⚫ Геном
⚫ Геномика
⚫ Генотип
⚫ Плазмотип
⚫ Цистрон
⚫ Транскрипционная единица (Транскриптон)
⚫ Транскриптом
⚫ Протеом
⚫ Экзон/Интроны
⚫ Генная экспрессия

40. Современная концепция рассматривает ген с разных точек зрения:

- Физической
- Функциональной
- Генетической

41.

42.

43.

Строение рибосомы
у эукариот
Большая
Субъединица
60S РНП
AACGGCCGUUAUCUGGUUA
28S рРНК
AACGGCCGUU
5.8S рРНК
AACGGCCG
5S рРНК
AACGGCCGUUAACACUUGU
18S рРНК
Малая
Субъединица
40S РНП

44.

Строение рибосомы
у эукариот
Большая
Субъединица
60S РНП
AACGGCCGUUAUCUGGUUA
28S рРНК
AACGGCCGUU
5.8S рРНК
AACGGCCG
5S рРНК
AACGGCCGUUAACACUUGU
18S рРНК
Малая
Субъединица
40S РНП
Гены, кодирующие последовательность нуклеотидов
28S, 18S, 5,8S рРНК
= Гены I класса

45.

Гены, кодирующие рРНК
Большая
Субъединица
60S РНП
AACGGCCGUUAUCUGGUUA
28S рРНК
AACGGCCGUU
5.8S рРНК
AACGGCCG
5S рРНК
Гены, кодирующие последовательность нуклеотидов
28S, 18S, 5,8S рРНК
= Гены I класса
Гены, кодирующие последовательность нуклеотидов
5S рРНК
= Гены III класса
AACGGCCGUUAACACUUGU
18S рРНК
Малая
Субъединица
40S РНП

46.

47. Гены – 3 класса

Гены I класса - Гены, кодирующие
последовательность нуклеотидов 28S, 18S, 5,8S
рРНК
Гены II класса - Гены, кодирующие
последовательность аминокислот в белках
Гены III класса - Гены, кодирующие
последовательность нуклеотидов 5S рРНК и все
виды тРНК

48.

49.

50.

51. Общее строение генов

Рис. 1. Общее строение гена

52.

Строение генов 1-го класса (рРНК)
• кодируют 5,8S; 18S; 28S РНК,
• расположены в области ядрышкового
организатора,
• организованы в смешанные транскрипционные
единицы, которые умеренно повторяются (до 200-300
раз) и разделены спейсерами
• не имеют интронов
• промотор расположен на расстоянии -45+20

53.

Строение смешанной транскрипционной
единицы генов первого класса
• Промотор (-45 ... +20)
• Ген 18S
• Ген 5,8S
• Ген 28S
• Терминатор
хn

54.

Функции генов 1-го класса
На молекулярном уровне – кодируют синтез
молекул рРНК 18S, 5,8S и 28S
На клеточном уровне – обеспечивают
образование рибосомных частиц
На организменном уровне – обеспечивают
синтез белков, необходимых для роста и
развития организма.

55.

Этапы экспрессии генов 1-го класса
1. Активация и транскрипция генов с
образованием пре-рРНК
1. Процессинг пре-рРНК с
образованием рРНК 18S, 5,8S и 28S
1. Сборка рибосомных частиц 40S и
60S

56. Гены 2-го класса (структурные)

⮚образуют
моноцистронные
транскрипционные единицы
⮚промотор не переписывается
сложное строение
и
имеет
⮚разделены
некодирующими
последовательностями - спейсерами
⮚ имеют интроны,
между экзонами.
которые
располагаются

57. Организация генов 2-го класса

Рис. 3. Организация структурных генов эукариот

58.

Processing of mRNA in eukaryotes
E
I
E
I
E
I
E
T
Pro mRNA
Capping
7MeGppp
Polyadenylation
7MeGppp
..
AAAAAA
Splicing
mRNA
7MeGppp
AAAAA…
5’ CAP
PolyA-tail 3’

59. Функции структурных генов:

⚫На молекулярном уровне – биосинтез
полипептида