И.Ф. Жимулёв - Общая и молекулярная генетика (1117666), страница 58
Текст из файла (страница 58)
Более того, происходит перестановка фрагментов М(38. Так, в ДНК микронуклеуса М(38 гена актина ! у Оху1Пс(за пома расположены в последовательности: 3-4-6-.5-.7-9-2--1-8. После удаления !ЕБ они занимают положение ОБН1АЯ И МОЛЕКУЛЯРНАЯ ГЕНЕТИКА Аделин в точке ветвления нре-чРН К 5 ':;;Эддой 1';2 5 -конец Н!»инар и!»ис»»сдиняе~ся 5 конец к 5 -копну иптропа Р 5'::":Яййоод-'!',: Ав '-':.~!5!4~:1! Е2 вин!яр присоединяется ттр в»' ей к тачке ветвления, и и~~троп :;Ф,",",'=: вар~» !54 и 4Л36 и Н5 ялй!4Р вявываотся с ЕН и Н2, и оорввую«я не ыя Н4 впй!»!Р высваоождвстся Лктивн.м сплвйссосомв Сплайси»»г Зрелая РНК Модель формирования сплайсеосомы и удаления интрона !Кивке!1, 1998.
Р. 399! Глава 7. СТРУКТУРА ГЕНА !93 3 5 79!1 2 4 б и Р412 э 'ею сеглю гл щщ)м щ ТАб . " -',. 1ЕВ ! 2 )37 пн) им. 1ЕЯ 13 (5Я н) 1 2 34 5 67 8 911 1012 1 2 34 5 б7 В 911 а 11! 12 Кодирующий сегмен т !1539 пн) Теломера .ч АТСг Тсломсра ТСгА Схема «созревания» гена а7ВР у Отугггсщэ пока 1Ргеясон, 19921: а — микронукзеарный вариант гена, содержащего 14 копирующих элементов (последовательностей, предназначенных для макронуклеуса — МОЕ) и 13 интроноподобных !внутренних элиминирусмых последовательностей — 1ЕЯ); б — возможная картина образования ДНК-петель для считывания последовательных МОЕК! а — последоватеяьность М)ЪЯ после созревания макронуклсуса; е — зревьщ ген с добавленными теломерами.
ТАЯ вЂ” субтеломерная последовательность ОБЩАЯ И МОЛЕКУЛЯРНАЯ ГЕНЕТИКА Ген куколочного кутикулярного белка 1И о,а тпп 47 тпп аваев в Нца Дэвид Прескотт (р. 1926) в ряду с 1 по 9, и только такая их последовательность дает функциональный белок [см. подробнее: Ргезсоп, 1992, 2000!.
Вще более впечатляет реорганизация гена аГВР, который в микронуклеусе содержит 14 МО8, расположенных в следующем порядке: 1-3-5-7-9-11-2-4-6-8-10-12-13-14, а нормальный по нумерации порядок кодирующих частей образуется в созревшем макронуклеусе (рис. 7.67). Обнаружены совсем уж удивительные по перестроенности гены, например ген, кодирующий ДНК-полимеразу у Оху!г!сна лога. В микронуклеусе он состоит из 45 участков, полностью перемешанных между собой и даже ориентированных в противоположных направлениях.
И только во время созревания ДНК макронуклеуса МГ18 выстраиваются в нужном порядке от 1 до 45 [Ргезсоп, 2000!. Ргеяспи Р. М. ТЬе цпцзца! ог8апгаайоп апц ргосеякйп8 оГ 8епопцс (ЭЫА !п Ьурогг1с(зоця с|1|а!ез 0 Тгепйя 1п бепепся. 1992. Чо1. 8. Р. 439 — 445. Ргеяспй (Э. М. ТЬе (Э(9А о(сйа!еп' ргогохоа 0 М1сюЬ(о1.
Кем ! 994. Чо!. 58. Р. 233 — 267. Ргеяспи Р. М. ТЬе ело!пбопагу ясгапзЫ!п8 апц целе!орпзеп!а! цпясгашьйп8 о( Бепп1!пе Белея (п ЬурогйсЬоця с(1(а!ея 0 1чцс!. АсЫз Кея. 1999. Чо!. 27. Р. 1243--1250. Ргеяспи Р. М. бепоюе 8ушпазс(ся: цп(цце юойез оГ ОНА ело(цйоп апц' ргосеяя|п8 1п Сййагел 0 Ь(агцге Кем бепейсл.
2000. Чо!. !. Р. !9! — 198. Литература к разделу 7.7.3 3 пцли-з ~~В язв Экзои-ннтронная карта гена баг! и расположенного в его цитроне гена куколочного кутикулярного белка дрозофилы [Неп1йоГ!' е! а!., 1986.— Из: Жимулев. 1994. С. !471 Расположение гена Нпа в иитроне гена йп4 лрозофилы [Саггйеж, КцЬ|п, 1990. — — Из: Жнмулев, 1994. С. 148).
Вверху — рестрикционная карта района 7.7.4. Локализация генов в интронак В интронах некоторых генов располагаются другие гены (рис. 7.69-7.70). По результатам проекта «Геном дрозофилы», 8 % генов у этого вида локализованы в интронах других генов [АзЬЪпгпег, 19991. Удивительным по сложности организации и размеру интронов является ген Влс у 23. те1оподаиег.
Ген занимает минимум 130 тпн (от — 90 до +40 тпн) и содержит 13 экзонов. Между первыми двумя экзонами, находящимися на расстоянии около 40 тпн, расположено несколько генов из семейства Р!д!Вдж Между вторым и третьим экзоном (около 70 тпн) лежат еще 4 гена (рис. 7.71). Литература к разделу ?.7.4 Жнмулев И.
Ф. Хромомерная организация политениых хромосом. Новосибирск: Наука, 1994. С. 147-149, АяЬЬпгпег М. бепопзе рго!ес! 1п Огпяцрйка 0 АЬ- я!гас!я о( гйе !6'" Ецгореап Ргояорй|1а Кезеагсй Соп(егепсе, ! 999. 7.7.5. Изучение структурной части гена с помощью трансформации Организацию и экспрессию структурной части генов можно изучать, объединяя их в конструкцию с известным промотором и трансформируя дрозофил, мутантных по этому гену. Для этих целей часто используют промоторы 195 Гмво 7. СТРУКТУРА ГЕНА Ю 0,9 Ю В ° 1 2 ° ° -100 — 50 — 90 -60 Котс!! ЯКх-4 яагн 6 7 8 91012.
2 345 6 12 3 4 5 50 ° я (а Ю ° 1 б ! 2 Г!8-1 Ядз-4 2,7 !нс!ис 3 4 АТО и ° ° ° 1 ° 11 ППВЮ 5 67 8-13 5!ор ° 11 ППВЮ АТС! 8!ор ° 1 ° 1! П НВЮ Структура гена с(нисе у Р. тей!г!оказгег (Рак!з, Рапзса!бег, 1990. — - Из: Жимулев, 1994. С. !49): а — карта ннтронов и зкзонов гена 4илсс (пас); б — карта других генов, расположенных в интронах гена Кнвсс; в — физическая карта ДНК в районе хромосомы ЗС; г — участок хромосомы ЗСб — ЗЕ5 7.7.6. Участки, терминирующие транскрипцию генов теплового шока.
В нормальном развитии эти пролюторы не функционируют, но активируются при резком повышении температуры (обработка при температуре 37 'С, 40 мин). Ген под действием шока начинает экспрессироваться, о чем можно судить по «исправлению» мутантного фенотипа, появлению нормального белка илн РНК [см. подробнее; (лзугепсе, 19921. Литература к разделу 7.7.5 (.ам генке Р. А. Т(!е гпаГйп8 оГ((у. ОхГогй; В!ас(сне!1 Яс!еп!!Рй!с РПЫ!саг!опз, 1992. Р. 55. Терминация транскрипции прокариотических генов обусловлена элементами, называемыми терминаторами. Одним из важных белков, вовлеченных в терминацию транскрипции некоторых генов у Е. со)1, является белок р. Терминаторы в таких генах называются р-зависимыми (или терминаторы П типа).
Во мно- гих других терминаторах коровая РНК-полнмераза сама может осуществлять терминацию. Терминаторы такого типа называются р-независимыми (1 типа). р-Независимые терминаторы состоят из последовательностей, расположенных за 16 — 20 пн от точки терминации и представляюшнх собой инвертированный повтор (рис.
7.72). Эта последовательность замыкается нитью из 4--8 А(Т)-нуклеотидов, на которой синтезируется 13-последовательность. р-Зависимые терминаторы не имеют А(Т)-нити и во многих случаях не формируют шпилечных структур. р-Фактор — это белок с двумя доменами: один связывается с РНК, другой — с АТР. Три ключевых события происходят на терминаторах обоих типов: 1) останавливается синтез РНК; 2) цепь РНК освобождается от ДНК; 3) РНК-полимераза освобождается от ДНК. Литература к разделу 7.7.6 Впазей Р.
Л. Оепейсз. 5в ег(, Меп!о Раг!с, Са(!То!и!а: Аг(й!зоп %ез!еу 1.опкпзап 1пс., 1998. Р. 388. 19о ОБЩАЯ И МОЛЕКУЛЯРНАЯ ГЕНЕТИКА Матрица 5 С С Саааач((агззтйяаС ТААТбАффффф~фТ Т Т ТТ Т ТбА АСАААА 3 (ДНК) 3 666М~ЙЙЙ446А ПАСТ~ф4ФЯячфф$4АААААААС Т Тб Т Т Т Т 5' — 3 (Р11К) А (! 1! б Мутации ;А 13., С 6 Мутации А'и 6-С ь А ,,':Н С-6 ';А';:Ц С С-6 ~'.А,:Я',' ' С-б 6-С 5 СССА-П()(((!(!(1(!(1-ОН 3 Транс«рипт образует тсрмипирусошуссз шпиль«у т 2(специа б Последни«зольность нуклеотидоа а р-независимом терминаторе транскрипции и структура тсрмини- русмой РНК (Кпаае11, 1998.
Р. 388). Муз«ниц а затемненных участках полностью прсдотарапсают тсрминацию 7.8. ГОМОЛОГИЯ ГЕНОВ «домашнего хозяйства» (гены гистонов, рибосомных РНК), белков теплового шока. Во многих случаях гомологией обладают отдельные домены, например гомеодомен, хромодомен и т. д. ЧЭ. ПСЕВДОГЕНЫ Литература к разделу ?.9 А«ЬЬпгпег М. ТзготорЬЛа. А 1аЬогасогу Ьапс(Ьоо(с. Со!0 БргьпЬ На«Ьог: Со!0 Бргсп8 НагЬог 1.аЬога1огу Ргсаз, 1989. Р. 86 — 100 $.езт(п В. бене« Ъ'.
О«Гогс(; Хост Уогй; То1суо: ОхТогс( 13п!тегз!су Ргем. 1994. Р. 1051-1055. Уеп1ег 3. С. ТЬе зецпопсе оТ гйе Ьшпап 8епоспе Л Бс!енсе. 2001. Но1. 29!. Р. !304. О гомологии генов свидетельствует закон гомологических рядов Н. И. Вавилова: одинаковые мутации возникают в одинаковых генах. Молекулярно-генетические данные свидетельствуют о значительной гомологии генов Иногда в геномах встречаются так называемые псевдогены. Они имеют все необходимые черты генов, т. е. полный набор экзонов, характерных для каких-то генов, полиА(Т)-хвосты и короткие прямые повторы длиной 10-.20 пн (как у мобильных элементов), однако остаются функционально неактивными.
Существуют 2 типа псевдогенов: 1. Традиционные псевдогены (семейство генов глобинов — см. разд, 7.!О). Они возникают за счет дупликаций определенных генов, которые затем выключаются в результате делеций и точковых мутаций, 2. Процессированные псевдогены. У них нет интронов, но есть остатки поли(А)'-тракта; по флангам чаще всего находят прямые повторы. Такие псевдогены часто встречаются у млекопитающих и редко — у дрожжей.
У дрозофилы псевдогены встречаются ред- ко, чаще это гены транспортных или малых ядерных РНК (тРНК, зпКХА). Еще один известный пример — псевдоген личиночного кутикулярного белка и псевдоген Асй у 23. тзс!)еп, они сохраняют свои интроны. Пример процессированного псевдогена (т. е. без интронов) описан для гена Аь()з у 23. ге«хлеп' и 23. уи1шбсь В геноме человека, как полагают, не менее 3 тыс. последовательностей можно рассматривать в качестве псевдогенов (Уепгег е! а1., 200 1].
197 Ггггяо 7. СТРУКТУРА ГЕ11А 7.10. РАСПОЛОЖЕНИЕ ГЕНОВ В ХРОМОСОМАХ ЭУКАРИОТ ."Зкзаи ы . зг)ззГв М!~!Ф ':-~!!!й::$'-.':$ . 4': —;:$ у,, "фа2 9 а1 а2 а1 ф1 Псевлагеил~ Ог утрабиага развития да взраслага сасгаяии» Звраллии Р'-Подобный ген в П-й хромосоме человека 'я:-М;:: '$-' й: ~91%!! ':$:.-:.$:: Л..::::,в, уб уА фр д !5 Утробное развитие Ог рождения Ла взросла~ а состояния Зараллии Кластеры глабииавых генов в хромосомах 16 и ! ! человека и стадии развития, иа которых ани экспрессируются (Кивке!1, !998. Р.
562) У эукариот не распространен оперонный тип расположения генов, т. е. объединение в блоки генов, находящихся под общим контролем. Гены, контролирующие даже последовательные биохимические реакции, расположены в разных районах хромосомы и даже в разных хромосомах. Например, у дрозофилы многие гены, кодирующие ферменты, под контролем которых происходит превращение триптофана в бурый глазной пигмент, разбросаны во множестве участков генома. Вместе с тем известны некоторые примеры кластерной организации генов. У человека существует несколько типов гемоглобинов. Каждый из них синтезируется на определенной стадии развития. Например, гемоглобины ~ и к вырабатываются в клетках эмбрионального желточного мешка. В это время молекула белка состоит из двух цепей а-подобного л-гемоглобина и двух цепей к ф-подобный).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
