И.Ф. Жимулёв - Общая и молекулярная генетика (1117666), страница 59
Текст из файла (страница 59)
К концу третьего месяца развития синтез гемоглобина этого типа заканчивается и начинается синтез фетального (утробного) гемоглобина в клетках печени и селезенки. Фетальный гемоглобин состоит из двух а-полипептидов и двух у ()э'- подобных): двух уА или двух уб. Во время постэмбрионального развития гемоглобин синтезируется в клетках костного мозга и состоит из а- и Р-полипептидов и некоторого количества р-подобного д-полипептида.
Большая часть гемоглобина в крови взрослого человека представляет собой тетрамер а2р2 (НЬ-А). В геноме человека гены гемоглобина расположены двумя кластерами: все а-подоб- а-Подобный геи в ! 6-й хромосоме человека Ииграиы ные гены собраны в хромосоме 16, в то время как все р-подобные гены — в хромосоме 11 (рис. 7.73). В каждом кластере есть псевдогены. Интересно, что гены вдоль по хромосоме расположены в том порядке, в каком они включаются в работу в ходе онтогенеза. Однако каких-либо данных, свидетельствующих об их функциональной сцепленности или общем контроле по принципу оперонной организации, не получено.
Тот факт, что эти гены функционируют в разных тканях и на разных этапах онтогенеза, скорее свидетельствует о независимом контроле экспрессии этих генов. Гены транспортной РНК у дрозофилы расположены во многих районах по 1 — 2 гена в каждом.
Однако в одном из районов 16 генов заниманэт небольшой участок длиной 50 тпн (рис. 7.74), хотя их транскрипция не контролируется одним промотором. Организация генов 188 и 288 рРНК у всех эукариот в общих чертах одинаковая. Гены 188„5,88 н 288 рРНК, лидерная последовательностгл а также транскрибируемый и не- транскрибируемый спейсеры составляют единицу длиной около 11 тпн (рис. 7.75), которая повторена несколько сот раз. Как правило, число копий варьирует в пределах от 100 до 1000: у дрожжей --- 140 повторов, у дрозофилы--- 200-250, у человека — 1250. Лидерная последовательность расположена перед геном 188, и с нее начинается транскрипция.
Каждая единица повтора генов рРНК считывается РНК- полимеразой 1 от лидерной последовательности до конца гена 283 рРНК в виде одного 198 ОБЩАЯ И МОЛЕКУЛЯРНАЯ ГЕНЕТИКА е -(О -5 0 5 1О 15 20 25 Расположение генов транспортных РНК в районе 42А 2К-хромосомы (3. >ие(адовая(ег (КцЫЕ 1982. — Из: Жимулев, 1994. С, 117). Цифрами под горизонтальной линией обозначен масштаб (а тпн) 5,88 Нстранскрибирусмый !88 25 285 Иисерция Я( 288 спейсер )88 , 1;",",:.:,'*;..':;ч Ту!и!03 Еип ! ОЗА ! Эш10ЗВ Огп103 С )Эпэ ! 03() 1)гп(ОЗЕ 1эгп103А2 4 3 тпн 5 б тпн 0 9тпн 58 а гг.
0,27 тпн ° ГшК ~ Ывг(Н( Схема организации повторяющейся единицы а кластере генов 188 и 28$ рРНК у дрозофилы (Реасос)с е( а1., 1981. — Из: Жимулйв, 1994. С. 394). Единица содержит гены 188 и 288 рибосомной РНК, транскрибируемый (эанятый последовательностью 5.88) и не- транскрибируемый спейсеры. Значительная часть (до 48 Зс) генов 288 РРНК содержит инсерции мобильного (И) элемента цистрона. Участок ДНК между генами 188 и 288 транскрибируется вместе с этими генами и называется транскрибируемым спейсером.
В нем расположены короткие последовательности, которые выделяются из общего транскрипта в ходе процессинга РНК. У млекопитающих и амфибий в коротком спейсере формируется 5,88 РНК вЂ” небольшая молекула, образующая водородную связь с 28$ рРНК в рибосоме. Самая короткая транскрипционная единица рРНК у бактерий, у которых при общей длине транскрипта 6 тпн 80 % приходится на кодирующую часть.
У эукариот длина транс- крипта составляет 7 — 8 тпн и кодирующая часть занимает 70-80 'Ь. В ходе созревания рРНК лидирующая последовательность и часть транскрибируемого спейсера, не кодирующая 5,88 РНК, деградируют до нуклеотидов. Транскрибируемые единицы разделяются участком ДНК, называемым нетранскрибируемым спейсером (НТС). Его длина варьирует в широких пределах: от 1750 пн у дрожжей до 30 тпн у мыши, у дрозофилы он имеет длину 3750-6450 пн. В самом НТС обнаружили внутренние повторы, которые, в частности у дрозофилы, играют существенную роль в мейотическом спаривании Х- и У-хромосом.
Существенная часть генов 288 РРНК содержит инсерции (см. рис. 7.75). Каждая из единиц повтора может функционировать независимо от других. Если один из повторов заключить в Р-элемент и с помощью трансформации ввести его опять в геном дрозофилы, в участке встраивания транспозона образуется маленькое ядрышко, возникшее в результате транскрипционной активности этого повтора. У дрозофилы гены, кодирующие 58 рРНК, представлены блоком, включающим 160- 200 идентичных последовательностей длиной 385 пн каждая.
Общая длина кластера составляет 60-80 тпн. Повторяющаяся единица состоит из кодирующей части (-135 пн) и спей- сера (250 пн). Отдельные гены или группы генов в пределах кластера транскрибируются независимо друг от друга: делеции части ге- Гласа 7. СТРУКТУРА ГЕНА 4,К тпн Ннссрцня Н4 Н'а Н'Ь ! и~н »( м Повторенная послсховят льносгь А-Т-богятый район 10 тпн В 2Сц500-7 К У В й Р Е Х В Вас В ° 11гВ1» Нl НЗ Н4 142а Н2Л 1101» ~ "» э ПЗ П4 111и 11 "Ь района также характерна разная направленность транскрипции. Гены, контролирующие развитие крупных частей тела (гомеозисные гены) дрозофилы, собраны в кластеры.
Их называют комплексамн. Головная капсула дрозофилы формируется в результате активности генов комплекса Ангепнареаба (Ангр-С), брюшная часть — генами комплекса В11)!агах (ВХ-С) (рис. 7.77). нов не предотвращают активности остальных. Клоны генов 5Я рРНК, выделенные нз разных частей кластера, нормально транскрибнруются в молекулы 5$ рРНК в системе ооцита ксенопуса (Ханарик). Таким образом, эти гены не являются единицей транскрипции и функционируют независимо один от другого. Общая длина кластера гистоновых генов у дрозофилы составляет примерно 500 тпн (100 гювторов единицы около 5 тпн с пятью генами в каждой). Отдельные гены в пределах повторенной единицы транскрибируются в противоположных направлениях (т.
е. с разных цепей ДНК), что свидетельствует о независимости их функционирования (рис. 7.76). У другого вида насекомых — - хирономуса (СЬгтипотиз йитт!) эти же пять гистоновых генов составляют кластер длиной 6262 пн, однако и у этого вида гены, расположенные в кластере, могут считываться с разных цепей (см. рис. 7.76). Иногда в кластеры объединяются и неповторенные гены. Семь генов, кодирующих белки теплового шока (см.
разд. 13.10), располагаются во фрагменте ДНК длиной 12 тпн, картируемом с помощью гибридизации гн кйи в пуфе теплового шока 67В. Для генов этого Ьзб рЬ Л(В Всэ ллзр И И И И НЬк аЬ4=4 4Ь4-В И И Кластеры генов, контролирующих развитие головной (1аЬ вЂ” Алзр) н брюшной (((Ьх — АЫ-В) частей тела лрозофнлы [Жнмулев. 1994. С.
141] Схема организации генов, коднрующнх гнстоцы в повторяющейся единице у 17. тс1алодагисг (а- б) н ССПгапатиз йигнип' (ечг) (1айоп е! а1., 197е; Нап1се1п, Яс)эпэ(д(, !990. — Изл Жнмулев, 1994. С. 124); и — рестрикционная карта клона стэю500 (вертнкяльнымн линиями разной высоты обозначены слева направо сайэы узнавания Вя1П, Ваи~н(, Ниннн, Нра(. Язз!); б — расположение генов (стрелкамн указано направление транскрипции); а — расстояния нв карте;: — сяйты рестрикции н локвлнзвцня генов (ГгВ1 — мобильный элемент) 200 ОБЩАЯ И 1ИОЛГКУЛЯРНАЯ ГЕНЕТИКА Литература к разделу 7.10 7.11.
БИОТЕХНОЛОГИИ МАНИПУЛЯЦИЙ С ГЕНАМИ Жимулев И. Ф. Хромомерная организация политснных хромосом. Р!овосибирск: Наука, 1994. С. !22 †1. С начала 1970-х гг., когда появилась первая публикация о получении ги гига рекомбинантной ДНК, возникла новая наука — — генная инженерия. Ве основные направления — создание трансгенных животных и растений и разработка принципов генной терапии. Для выполнения генно-инженерных работ необходимо решить следунэщие задачи; 1) конструирование функционально активных генетических структур в виде рекомбинантных ДНК, пригодных для переноса в другие клетки; 2) разработка методов введения рекомбинантных ДНК в клетку; 3) создание условий для нормальной экспрессии генов, введенных в данную клетку.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
