уровень организации наследственного материала
- Главная
- Разное
- Дизайн
- Бизнес и предпринимательство
- Аналитика
- Образование
- Развлечения
- Красота и здоровье
- Финансы
- Государство
- Путешествия
- Спорт
- Недвижимость
- Армия
- Графика
- Культурология
- Еда и кулинария
- Лингвистика
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Маркетинг
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
Генный уровень организации наследственного материала презентация
Содержание
- 1. Генный уровень организации наследственного материала
- 2. ПЛАН 1. Материальный субстрат наследственности и изменчивости.
- 3. Наследственность – способность клеток или организмов в
- 4. Изменчивость - свойство живых систем приобретать изменения
- 5. ДНК Первичная структура – полинуклеотидная цепь, мономеры
- 6. Вторичная структура ДНК – две полинуклеотидные цепи
- 7. Элементарной функциональной единицей наследственности является ГЕН
- 8. Нарушение реализации экспрессии генов РЕЗУЛЬТАТ Синтез
- 9. HbS – Серповидноклеточная анемия
- 10. Геном эукариот Геном – совокупность ядерной и
- 11. Парадокс величины «С» 1. Увеличение «С» с
- 12. Геном человека Содержит 3,5 х 109 н.п.
- 13. Понятие о гене Ген - единица
- 14. Понятие о гене Строение гена прокариот:
- 15. Понятие о гене Строение гена эукариот
- 16. Понятие о гене Классификация генов Гены, несущие
- 17. Классификация генов I. Структурные
- 18. Понятие о гене Классификация генов Структурные гены
- 19. Понятие о гене Классификация генов Функциональные гены
- 20. Понятие о гене Энхансер
- 21. Понятие о гене Палиндром Классификация генов
- 22. Код наследственности – способ зашифровки в
- 23. Генетический код и его свойства Неперекрываемость –
- 24. Генетический код и его свойства Вырожденность –
- 25. 1.Редкие аминокислоты (селеноцистеин) могут включаться в первичную
- 26. Экспрессия генов Это реализация наследственной информации
- 27. Реализация наследственной информации в признаки (на
- 28. Экспрессия генов У прокариот
- 29. Экспрессия генов Транскриптон – единица транскрипции
- 30. Экспрессия генов Транскрипция происходит на матричной цепи ДНК Транскрипция Вторая цепь – комплементарная или смысловая
- 31. Экспрессия генов Стадии транскрипции у прокариот Инициация
- 32. Экспрессия генов Фермент РНК - полимераза считывает
- 33. Элонгация – сам процесс считывания информации Экспрессия генов
- 34. Экспрессия генов Терминация транскрипции осуществляется палиндромом, который
- 35. Регуляция транскрипции Регуляция транскрипции у бактерий Осуществляется
- 36. Регуляция транскрипции Регуляция транскрипции у прокариот
- 37. Регуляция транскрипции Регуляция экспрессии у прокариот Группа
- 38. Регуляция транскрипции у прокариот Позитивная регуляция оперона
- 39. Регуляция транскрипции у эукариот Модель регуляции транскрипции
- 40. Регуляция транскрипции у эукариот Полимеразы эукариот не
- 41. К основным компонентам системы регуляции генов
- 42. Регуляция транскрипции Результат транскрипции у эукариот –
- 43. Экспрессия генов У прокариот процессингу подвергаются
- 44. Регуляция процессинга Сплайсинг – вырезание неинформативных участков
- 45. Регуляция процессинга У прокариот процессингу
- 46. Экспрессия генов Участвуют: Т - РНК Ферменты:
- 47. Трансляция Происходит на рибосомах и включает три стадии:
- 48. Малая субчастица узнаёт матричную РНК и её
- 49. Элонгация трансляции Стадии элонгации
- 50. Терминация трансляции
- 51. Регуляция трансляции Трансляция зависит от каталитических центров
- 52. Регуляция трансляции Расположение функциональных участков на мРНК
- 53. Регуляция трансляции Регуляция железом трансляции мРНК ферретина
- 54. Экспрессия генов ПОМК Транскрипция Сплайсинг
- 55. Перечислите все функциональные гены. СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!
ПЛАН 1. Материальный субстрат наследственности и изменчивости. 2. Биологический код и его свойства. 3. Экспрессия генетической информации у про- и эукариот и ее регуляция.
Слайд 2ПЛАН
1. Материальный субстрат наследственности и изменчивости.
2. Биологический код и его свойства.
3.
Экспрессия генетической информации у про- и эукариот
и ее регуляция.
и ее регуляция.
Слайд 3Наследственность – способность клеток или организмов в процессе самовоспроизведения передавать новому
поколению способность к определенному обмену веществ и к онтогенезу, что обеспечивает формирование признаков и свойств этого типа клеток и организмов.
Слайд 4Изменчивость - свойство живых систем приобретать изменения и существовать в различных
вариантах.
Материальным субстратом наследственности и изменчивости являются нуклеиновые кислоты в большинстве - это ДНК.
Слайд 5ДНК
Первичная структура – полинуклеотидная цепь, мономеры (нуклеотиды) соединяются фосфоди-эфирными связями (сборка
цепи за счет фермента полимеразы).
Наращивание цепи идет в направлении 5/ --------3/
Наращивание цепи идет в направлении 5/ --------3/
Слайд 6Вторичная структура ДНК – две полинуклеотидные цепи (антипараллельны), связанные водородными связями
Третьичная
структура – трехмерная структура ДНП
Слайд 8Нарушение реализации экспрессии генов
РЕЗУЛЬТАТ
Синтез аномального белка;
Выработка избыточного количества;
Отсутствие
выработки;
Выработка уменьшенного количества нормального продукта
Выработка уменьшенного количества нормального продукта
ГЕННЫЕ БОЛЕЗНИ –
болезни обмена веществ
Слайд 10Геном эукариот
Геном – совокупность ядерной и цитоплазматической ДНК в половой клетке.
Геном
– величина «С», характериз-ующая вид, измеряется в н.п. или дальтонах.
Слайд 11Парадокс величины «С»
1. Увеличение «С» с усложнением организмов в ходе филогенеза.
2.
Величина «С» может значительно различаться даже у родственных видов
Слайд 12Геном человека
Содержит 3,5 х 109 н.п. (соответствует 1,5 млн. генов)
У человека
около 100 тыс. различных белков – это только 1-3% от всей ДНК.
Гены, регулирующие экспрессию генов – 16%. Более 80% генома – избыточно (?)
Гены, регулирующие экспрессию генов – 16%. Более 80% генома – избыточно (?)
Слайд 13Понятие о гене
Ген - единица наследственности
Первые представления
о сложной структуре гена возникли в 20- х годах прошлого столетия.
Советские генетики А.С. Серебровский и Н.П.Дубинин выдвинули предположение о дискретной структуре гена
Советские генетики А.С. Серебровский и Н.П.Дубинин выдвинули предположение о дискретной структуре гена
Американский ученый Бензер предложил назвать часть гена цистроном
Американский ученый Гильберт в 1978 г. Установил , что ген эукариот состоит
из информативных и неинформативных участков
Слайд 15
Понятие о гене
Строение гена эукариот
Имеет экзон – интронную структуру
Экзон – информативная
часть гена, т.е последовательность, нуклеотидов, кодирующая синтез белков или РНК
Интрон - неинформативные последовательности нуклеотидов внутри одного гена, которые транскрибируются
Схема строения гена эукариот
Слайд 16Понятие о гене
Классификация генов
Гены, несущие информацию
о структурных
и функциональных белках,
о т – РНК, р - РНК, мя РНК
Структурные
Онтогенетические
Хроногены,
Гены пространственной
организации
Промотор, оператор ,
энхансер, сайленсер, терминатор
Функциональные
Слайд 17Классификация генов
I. Структурные
1. Независимые
2. Повторяющиеся
3. Кластерные
II. Регуляторные
1. Промотор
2. Оператор
3. Регулятор
4. Энхонсер
5.
Сайленсер
6. Спейсер
7. Псевдоген
6. Спейсер
7. Псевдоген
III. Регулирующие ход онтогенеза
1. Хроногены
2. Гены пространственной организации
Слайд 18Понятие о гене
Классификация генов
Структурные гены :
Независимые гены – их транскрипция
не связана с функциональными генами, а напрямую регулируется гормонами
Повторяющиеся гены (тандемные) – так устроены гены, несущие информацию о РНК
Кластерные гены – группы различных генов, объединенных одной функцией
Слайд 19Понятие о гене
Классификация генов
Функциональные гены :
Оператор – относится к группе
акцепторов. Определяет время, с которого начинается транскрипция
Промотор –участок ДНК, включает 80-90 нп. Способен связываться с ДНК – зависимой РНК – полимеразой. Полимераза узнает участок ТАТААТ, который называется блок Прибнова. В этом месте ДНК плотно не упаковывается. Промотор определяет место, с которого начинается транскрипция
Слайд 20Понятие о гене
Энхансер – увеличивает скорость транскрипции
Сайленсер – снижает
скорость транскрипции
Спейсер – неинформативный участок генома
Псевдогены – НП, в которых полимераза
не работает, в связи с мутацией
Классификация генов
Функциональные гены :
Слайд 21Понятие о гене
Палиндром
Классификация генов
Терминатор - ген, на котором заканчивается транскрипция.
Находится на 3’ конце. Включает палиндром
Функциональные гены :
Слайд 22Код наследственности – способ зашифровки
в молекуле ДНК наследственной информации
о
структуре и функции белков
Генетический код и его свойства
Свойства кода (М.Ниренберг, 1963 г.)
Колинеарность - параллелизм. Нуклеотидная последовательность ДНК соответствует аминокислотной последовательности белка
Триплетность –каждая аминокислота кодируется тройкой нуклеотидов – триплетом. Из четырех нуклеотидов путем различных сочетаний можно получить 64 триплета - кодона.
Слайд 23Генетический код и его свойства
Неперекрываемость – перекрываемость –
при
неперекрываемости один и тот же нуклеотид не может одновременно принадлежать двум кодонам:
Перекрываемость – заключается в том, что
с одного и того же участка ДНК может считываться информация для образования двух и более белков
в зависимости от начальной точки считывания
АУГУУЦГУЦЦУГ- аминокислоты:
метионин – фенилаланин – валин – лейцин
цистеин – серин - серин
1.
2.
Слайд 24Генетический код и его свойства
Вырожденность – экспериментально установлено, что при триплетности
все 64 кодона имеют значение в экспрессии генов. Из них 61 кодон кодирует аминокислоты, а
3 кодона являются стоп – кодонами: УГА,УАГ,УАА.
3 кодона являются стоп – кодонами: УГА,УАГ,УАА.
Универсальность – кодирование аминокислот происходит одинаково на всех уровнях организации живой системы
Квазиуниверсальность – некоторые кодоны в разных генетических системах кодируют различные аминокислоты
Слайд 251.Редкие аминокислоты (селеноцистеин) могут включаться в первичную структуру полипептида, кодируясь тройкой
УГА(стоп), если за этим кодоном находится особая стимулирующая последовательность нуклеотидов
Второй генетический код
2. Инициативный кодон АУГ, отвечает за включение метионина. Иногда инициация метионина может быть обеспечена кодонами АЦА, АУУ (изолейцин),УУГ (лейцин). Это происходит в том случае, если эти кодоны находятся в контексте: ГЦЦГЦЦАГЦЦАУГ
Слайд 26Экспрессия генов
Это реализация наследственной информации
от гена к признаку
Признак – это
результат биохимических реакций, при которых продукт предыдущих реакций служит субстратом для последующих.
Слайд 27Реализация наследственной информации в признаки
(на примере образования пигмента меланина)
Фенилаланингидроксилаза(
фермент)
Фенилаланин Тирозин
Нет фермента
Фенилпировиноградная кислота
Диоксифенилаланин
Нет фермента
Альбинизм
ФКУ
Меланин …
Экспрессия генов
Аминокислота фенилаланин – поступает с пищей
Слайд 28Экспрессия генов
У прокариот У эукариот
Этапы
Этапы
Транскрипция
Транспорт аминокислот
Трансляция
Транскрипция
Процессинг
Транспорт
аминокислот
Трансляция
Слайд 29Экспрессия генов
Транскриптон – единица транскрипции
У эукариот– моноцистроновый - содержит один ген
У
прокариот– полицистроновый – содержит несколько генов
Транскриптоны бактерий – ОПЕРОНЫ- кодируют несколько белков
Слайд 30Экспрессия генов
Транскрипция происходит на матричной цепи ДНК
Транскрипция
Вторая цепь – комплементарная или
смысловая
Слайд 31Экспрессия генов
Стадии транскрипции у прокариот
Инициация
Осуществляется:
ДНК – зависимыми РНК – полимеразами
Промотором, содержащим блок Прибнова
5' - ТАТААТ - 3', который является стартом транскрипции
Белковыми факторами инициации
Оператором
Слайд 32Экспрессия генов
Фермент РНК - полимераза считывает информацию с ДНК -
матрицы в направлении 3' 5'
Синтез м - РНК идет в направлении 5' 3'
Регуляторы скорости транскрипции:
ЭНХАНСЕРЫ – (ускоряют) и САЙЛЕНСЕРЫ (замедляют)
Элонгация транскрипции у прокариот
Слайд 34Экспрессия генов
Терминация транскрипции осуществляется палиндромом, который образует шпилечную структуру или фигуру
“креста “
Шпилька
Крест
Слайд 35Регуляция транскрипции
Регуляция транскрипции у бактерий
Осуществляется на уровне транскрипции
Модель регуляции транскрипции у
прокариот разработана Жакобом и Моно в 1961 году на кишечной палочке
Регуляция транскрипции у бактерий обычно охватывает кластер генов, кодирующих функционально родственные белки. Такими белками обычно являются ферменты
Слайд 37Регуляция транскрипции
Регуляция экспрессии у прокариот
Группа согласованно регулируемых генов, кодирующих ферменты, называется
опероном
К наиболее изученным оперонам относятся: лактозный(lac) –оперон, галактозный (gal) – оперон и триптофановый (trp) – оперон E. coli.
Жакоб и Моно изучали механизмы экспрессии lac – оперона.
Слайд 38Регуляция транскрипции у прокариот
Позитивная регуляция оперона состоит в индукции транскрипции путем
присоединения к промотору регуляторного комплекса. Репрессия этого оперона осуществляется с помощью белка – репрессора, который блокирует область оператора, когда нет необходимости в экспрессии
Слайд 39Регуляция транскрипции у эукариот
Модель регуляции транскрипции у эукариот предложили Бриттен и
Дэвидсон
Они показали позитивную регуляцию активности структурного гена, которую обеспечивает прилегающий к нему рецепторный сайт. Его строение соответствует строению молекулы активатора, который в данной модели представляет РНК, но может быть и белком. Активатор синтезируется в результате работы гена – интегратора, который является аналогом гена-регулятора у прокариот.
Слайд 40Регуляция транскрипции у эукариот
Полимеразы эукариот не способны связаться с промоторами самостоятельно
Для
этого у эукариот имеются специальные белковые факторы транскрипции (TF-факторы)TF1, TF-2 , TF3
Кроме белковых факторов транскрипции у эукариот имеются различные регуляторные последовательности: ТАТА-боксы (блок Хогнесса), энхансеры, сайленсеры, а также адаптерные элементы, которые проявляют избирательную чувствительность к различным факторам
Кроме белковых факторов транскрипции у эукариот имеются различные регуляторные последовательности: ТАТА-боксы (блок Хогнесса), энхансеры, сайленсеры, а также адаптерные элементы, которые проявляют избирательную чувствительность к различным факторам
Слайд 41
К основным компонентам системы регуляции генов у эукариот относятся:
Ген
– интегратор с сенсорным сайтом
Структурный ген с рецепторным сайтом, находящимся под контролем продукта гена-интегратора
Структурный ген с рецепторным сайтом, находящимся под контролем продукта гена-интегратора
Регуляция транскрипции у эукариот
( по Бриттену и Девидсону )
Регуляция транскрипции
Слайд 42Регуляция транскрипции
Результат транскрипции у эукариот – первичный транскрипт, или гетерогенная ядерная
РНК. (гяРНК).
Содержит как информативные участки, так и неинформативные, которые в дальнейшем подвергаются преобразованию
Содержит как информативные участки, так и неинформативные, которые в дальнейшем подвергаются преобразованию
Результат транскрипции у прокариот - матричная РНК
содержит только информативные участки
Слайд 43Экспрессия генов
У прокариот процессингу подвергаются предшественники т- РНК и р-
РНК. В матричных РНК процессингу подвергаются 5' конец – происходит кэпирование, и 3' конец – происходит полиаденилирование.
У эукариот процессинг - это превращение первичного транскрипта г. я РНК в матричную РНК
Процессинг
Слайд 44Регуляция процессинга
Сплайсинг – вырезание неинформативных участков и сшивание информативных. В сплайсинге
участвуют органоиды ядра- сплайсосомы, в состав которых входит мя – РНК и ферменты: рестриктазы – вырезают неинформативные участки и лигазы – сшивают информативные.
Процессинг у эукариот включает три момента
Кэпирование и полиаденилирование
Слайд 45Регуляция процессинга
У прокариот процессингу подвергаются предшественники т- РНК и р- РНК.
В матричных РНК процессингу подвергаются 5' конец – происходит кэпирование, и 3' конец – происходит полиаденилирование.
5' - Г- Р – Р – Р – АГГАГГУ АУГ ААГ
ЦАА ГЦЦ АГЦ УАА - 3' POLY (A)
СН3
В результате процессинга образуется зрелая матричная РНК
Слайд 46Экспрессия генов
Участвуют:
Т - РНК
Ферменты:
Аминоацил - т - РНК - синтетазы
Активация аминокислот
и транспорт
Они обеспечивают посттранскрипционную регуляцию
Слайд 48Малая субчастица узнаёт матричную РНК и её кодон - инициатор –
АУГ;
Инициаторная тРНК, узнаёт малую субчастицу рибосомы с помощью белковых факторов инициации;
Образуется комплекс: малая субчастица рибосомы + мРНК. + тРНК .
Белковые факторы инициации уступают место большой субчастице.
Происходит сборка рибосомы
Инициаторная тРНК, узнаёт малую субчастицу рибосомы с помощью белковых факторов инициации;
Образуется комплекс: малая субчастица рибосомы + мРНК. + тРНК .
Белковые факторы инициации уступают место большой субчастице.
Происходит сборка рибосомы
Инициация трансляции
Слайд 51Регуляция трансляции
Трансляция зависит от каталитических центров рибосомы
Каталитические центры рибосомы
1-участок связывания с
мРНК; 2 –Транслокационный участок
3 – Уч-к связывания боковых петель тРНК;4 - Участок образования пептидных связей;5Участок связ- я белка 5S
Слайд 54Экспрессия генов ПОМК
Транскрипция
Сплайсинг
Трансляция
γ-МСГ
β-МСГ
N-концевой участок
β-липотропин
АКТГ
α-МСГ
β- Эндорфин
Передняя доля
Промежуточная
доля
Процессинг
( проопиомеланокортин)
Посттрансляционная регуляция
