Геномы и эволюция презентация

Содержание

Из записной книжки Дарвина, 1837

Слайд 1Геномы и эволюция
М.Гельфанд

20 февраля 2009


Слайд 2Из записной книжки Дарвина, 1837


Слайд 3Испорченный телефон



Слайд 4Испорченный телефон







Слайд 5Испорченный телефон















Слайд 6Испорченный телефон































Слайд 7Эволюция белков / генов

















Слайд 8Эволюция белков / генов

















Слайд 9Эволюция белков / генов

















Слайд 10Эволюция белков / генов

























Слайд 11Эволюция белков / генов





























Слайд 12Эволюция белков / генов































Слайд 13Филогенетические деревья
Идея, по-видимому, Крика




Эмануэль Марголиаш (1963)
цитохром с (104 аминокислоты). Число замен:
лошадь–свинья

(3), -тунец (19), -дрожжи (44)
первая реализация – Полинг и Цукеркандль




Кимура (1977): большинство замен нейтральны

Слайд 14Примерно первое дерево белков


Слайд 15Типичное дерево (родопсины)


Слайд 16Молекулярная палеонтология Реконструированный белок и его свойства


Слайд 17Эпидемиология (вирусов)


Слайд 18Устойчивость бактерий к антибиотикам
мутации в гене бета-лактамазы, устойчивость к цефотаксиму (цефалоспорин

3-го поколения)

Слайд 19Эволюция белков за счет перестановок доменов


Слайд 20Еще об эволюции белков
Источники новых последовательностей («строительного материала»):
доменные перестановки
дупликации
захват некодирующих последовательностей
Изменение

функции (+ изменение регуляции)
кристаллины
дельта-кристаллин (прицы и рептилии) – аргининосукцинат лиаза
зета-кристаллин (нек. группы млекопитающих) – хинон-редуктаза
альфа-кристаллин – белок теплового шока
эпсилон-кристаллин (птицы) – лактат-дегидрогеназа
тау-кристаллин (птицы) – альфа-энолаза
s-кристаллин (головоногие) – глутатион-S-трансфераза
эта-кристаллин (слоновые землеройки) – альдегид-дегидрогеназа
ро-кристаллин (лягушки) – альдо-кето редуктаза
антифризы
регулярные повторы, источник не важен

Слайд 21От генов к видам
Деревья для разных семейств генов похожи.
Эти деревья согласуются

со здравым смыслом и с деревьями, которые строят систематики и палеонтологи.
Стало быть, используемые эволюционные модели адекватны и их можно использовать для заполнения лакун в палеонтологической летописи и уточнения таксономии.
неоднократное возникновение многоклеточности и т.п.
переоценка роли морфологических признаков
Полеонтологичевская летопись дает калибровку по времени.

Слайд 22«Принцип Пирсона»
консервативно => важно
гены
регуляторные участки


Слайд 23Один и тот же ген в нескольких геномах
Sty TCGCTCG--CAGCGGAAAGAGGATTACGCCCTTCGCCTGGAGGCTGTGCAGGGGC---GCCGGAGATGGGATGCATAATT
Stm TCGCTCG--CAGCGGAAAGAGGATTACGCCCTTCGCCTGGAGGCTGTGCAGGGGC---GCCGGAGATGGGATGCATAATT
Sen TCGCTCG--CAGCGGAAAGAGGATTACGCCCTTCGCCTGGAGGCTGTGCAGGGGC---GCCGGAGATGGGATGCATAATT
Eco TTGCCCG--TGCCAGACGGCAGATTATCTCCCTGACCTGGTGGTTGCCCAGGAGGAGGGCCGGAAATAGGTTGTATCATT
Kpn

----CGG--TGGCGCAGTGCCTGATGGG-CCTCGCCCTGGAGGACGGTCTGGCAT---ATCAGCAAGGGGGTGCGTCATG

Ype TTGTTAGAACAGGGGAAAACGGTAAACAGTGTGGCATTAGATGTCGGTTATAGCT-----CCGCCTCTGCTTTTATCGCC

* * * * * * * * * * *

 

Sty AATTATCCTTTAAC----------CATAAATCTGAGCAATA-TATGCTTGGCGGCCAGATTATGGC--ACACTTGTCCGG

Stm AATTATCCTTTAAC----------CATAAATCTGAGCAATA-TATGCCTGGCGGCCAGATTATGGC--ACACTTGTCCGG

Sen AATTATCCTTTAAC----------CATAAATCTGAGCAATA-TATGCCTGGCGGCCAGATTATGGC--ACACTTGTCCGG

Eco ACGTATCCTTATAC----------CTGAAATCTTCGCAAG--TATGCCTGGCCGCGAGATTATGGC--ACACTTGTCCGG

Kpn ATTCATCCTTTCGATATCGCGGTGCTGGAACCAGGTGATGAGTATGCCTGGCGGCCAGATTATGGC--ACACTTCCCCAG

Ype ATGTTTCAGCAAATAT--------CGGGTACCA-CGCCTGAGCGTTTCCGGCGGGGCAATAGTGGCTTATACTAAGCCCC

* ** * * * * *** * ** **** * *** **

 

Sty TTAACTCTCGTT-CTCAAACAG------GTACGACAGTC--GTGAAAATTCTCGTTGATGAAAATATGCCTTACGCCCGC

Stm TTAACTCTCGTT-CTCAAACAG------GTACGACAGTC--GTGAAAATTCTCGTTGATGAAAATATGCCTTACGCCCGC

Sen TTAACTCTCGTT-CTCAAACAG------GTACGACAGTC--GTGAAAATTCTCGTTGATGAAAATATGCCTTACGCCCGC

Eco TTAACTCTCGT--CTCATACAG------GTAACACAAAC--GTGAAAATCCTTGTTGATGAAAATATGCCTTATGCCCGC

Kpn TTAACTCTCGTT-CTCAGACAG------GTACTGAACT---GTGAAAATCCTCGTTGATGAAAATATGCCCTATGCCCGT

Ype CTGTTTTTCATCTGTATGGCAGTTCGCTGTCGGAGAGTAAAGTGAAAATTCTGGTTGATGAAAATATGCCGTACGCTGAG

* * ** * * *** ** * ******** ** ***************** ** **

123123123123123123123123123123123123123

Гены консервативнее, чем межгенные области (точнее, особенности эволюции другие)


Слайд 24rbsD в энтеробактериях
Sty AGGGTTACACTGCGGC-CAGCGAAACGTTTCGCTAGTGGAGCAGAAAAATGAAGAAAGGC
Sen AGGGTTACACTGCGGC-CAGCGAAACGTTTCGCTAGTGGAGCAGAAAAATGAAGAAAGGC
Stm GGGGTTACACTGCGGC-CAGCGAAACGTTTCGCTAGTGGAGCAGAAAAATGAAGAAAGGC
Eco AGGATTAAACTGTGGGTCAGCGAAACGTTTCGCTGATGGAGAA-AAAAATGAAAAAAGGC
Ype TTTTCTAAACTCCTTGTTAGCGAAACGTTTCGCTCTTGGAGTA-GATCATGAAAAAAGGT

** *** **************** ***** * * ***** *****

 

Sty ACCGTACTCAACTCTGAAATCTCGTCGGTCATTTCCCGTCTGGGGCATACTGATACTCTG

Sen ACCGTACTCAACTCTGAAATCTCGTCGGTCATTTCCCGTCTGGGGCATACTGATACTCTG

Stm ACCGTACTCAACTCTGAAATCTCGTCGGTCATTTCCCGTCTGGGGCATACTGATACTCTG

Eco ACCGTTCTTAATTCTGATATTTCATCGGTGATCTCCCGTCTGGGACATACCGATACGCTG

Ype GTATTACTGAACGCTGATATTTCCGCGGTTATCTCCCGTCTGGGCCATACCGATCAGATT
* ** ** **** ** ** **** ** *********** ***** *** *


Слайд 25rbsD в энтеробактериях
Sty AGGGTTACACTGCGGC-CAGCGAAACGTTTCGCTAGTGGAGCAGAAAAATGAAGAAAGGC
Sen AGGGTTACACTGCGGC-CAGCGAAACGTTTCGCTAGTGGAGCAGAAAAATGAAGAAAGGC
Stm GGGGTTACACTGCGGC-CAGCGAAACGTTTCGCTAGTGGAGCAGAAAAATGAAGAAAGGC
Eco AGGATTAAACTGTGGGTCAGCGAAACGTTTCGCTGATGGAGAA-AAAAATGAAAAAAGGC
Ype TTTTCTAAACTCCTTGTTAGCGAAACGTTTCGCTCTTGGAGTA-GATCATGAAAAAAGGT

** *** **************** ***** * * ***** *****

 

Sty ACCGTACTCAACTCTGAAATCTCGTCGGTCATTTCCCGTCTGGGGCATACTGATACTCTG

Sen ACCGTACTCAACTCTGAAATCTCGTCGGTCATTTCCCGTCTGGGGCATACTGATACTCTG

Stm ACCGTACTCAACTCTGAAATCTCGTCGGTCATTTCCCGTCTGGGGCATACTGATACTCTG

Eco ACCGTTCTTAATTCTGATATTTCATCGGTGATCTCCCGTCTGGGACATACCGATACGCTG

Ype GTATTACTGAACGCTGATATTTCCGCGGTTATCTCCCGTCTGGGCCATACCGATCAGATT
* ** ** **** ** ** **** ** *********** ***** *** *


Слайд 26FNR, DnaA, NrdR регулируют nrdD



Слайд 27Эволюция за счет изменений регуляции
Лактаза

Эксперимент: пересадка регуляторной области гена Prx1 летучей

мыши в геном мыши => удлинение передних конечностей на 15%

Слайд 28Следы эволюционных событий
ретровирусы и т.п.
(полно)геномные дупликации
горизонтальный перенос генов
синонимичные замены
псевдогены
Mycobacterium leprae
RbsR в

Yersinia pestis
слабовредные мутации

Слайд 29Сайт есть – регулятора нет
потеря RbsR у Y. pestis (ABC-транспортер

тоже потерялся)


Start codon of rbsD


RbsR binding site


Слайд 30Неоднократные потери и возвращения крыльев в ходе эволюции палочников


Слайд 31Скорость эволюции. Положительный и отрицательный отбор
Разные гены эволюционируют с разной скоростью
имеющие

наибольшее число связей, самые важные (рибосомные белки, гистоны) – медленно
это следствие отрицательного отбора (против нового)
Положительный отбор: новое – хорошо
поверхностные антигены патогенов и иммунная система
рецепторы сперматозоидов и яйцеклеток
репродуктивная изоляция за счет дрейфа
видообразование

Слайд 32Обезьяна -> человек
Изменения регуляции и уровней экспрессии генов

Дупликации генов

Быстрая эволюция генов

(под влиянием положительного отбора)

Слайд 33Происхождение жизни
«Эволюция» как метафора может использоваться при обсуждении любой стадии происхождения

жизни
но это не очень поучительно
Естественный отбор начинается, когда появляются репликаторы (самовоспроизводящиеся структуры)
Что можно сказать о LUCA?
РНКовый геном
неоднократное изобретение (заимствование у вирусов?) аппарата транскрипции и репликации ДНК
трансляция (рибосомы, тРНК, аминоацил-тРНК-синтетазы)
генетический код
что-то о метаболизме
был ли он клеткой??
двукратное изобретение клеточных мембран
LECA, LBCA, LACA
происхождение эукариот

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое ThePresentation.ru?

Это сайт презентаций, докладов, проектов, шаблонов в формате PowerPoint. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика