Геномы и ретротранспозоны. Типы последовательностей в геноме человека. Мобильные элементы и болезни человека.

 

У человека ретротранспозоны ~42% генома.

LINEs – 20%

SINEs – 13%

LTR – 8%

ДНК-транспозоны – 3%

Простые повторы – 3%

Сегм дупликации – 5%

Гетерохроматин – 8%

Уник посл – 12%

Интроны – 26%

Кодирующие – 2%

У приматов SINE – большинство Alu-повторы. Человеческий геном на 10.7% из них. 7000 инсерций уникальны. Сайт узнавания рестриктазы Alu: 5’AG/CT3’ Произошёл от гена, код 75L РНК – компонент сигнал-распозн частицы.

Инсерции и делеции: рак груди, гемофилия, диабет 2 типа, нейрофиброматоз

Однонуклеотидный полиморфизм в Alu-повторах, влияющий на уровень транскрипции: Альцгеймер, рак лёгких и желудка.

На каждые 212 рождений – 1 ретротранспозиция эл-та L1. Каждое 21 – эл-та Alu. 0.1% болезней – эти инсерции, 0.3% - неравная гом рекомбинация м/у элементами.

 

Вопрос №49.

Основные повреждения ДНК. Эндогенные и экзогенные ДНК-повреждающие факторы. Повреждения ДНК и их основные следствия: возникновение мутаций и гибель клетки.

 

Повреждения ДНК: ошибки репликации, репарации, рекомбинации. Результат природной нестабильности специф хим связей, проявл в норм физиол условиях.

Эндогенные ДНК-повреждающие агенты: повреждение с пом механизмов тех же механизмов, что и экзогенные. Приводит к мутациям и гибели клеток.

Повреждения ДНК: алкилирование, пиримидиновый димер (УФ), 1 и 2нитевой разрыв (иониз радиация), 8-оксигуанин (активные формы кислорода), АП-сайт (гидролиз N-гликозидной связи при норм условиях), межнитевая сшивка (азотистый иприт), сшивка ДНК-белок (ион изл), ошибка спаривания.

Большая часть поврежедений восстанавливается репарацией.

 

Вопрос №50

Свойства ген кода

Ген. Код – способ кодировать амк п-ти белков при помощи п-ти нкт.

Триплетность — значащей единицей кода является сочетание трёх нуклеотидов (триплет, или кодон).

Непрерывность — между триплетами нет знаков препинания, то есть информация считывается непрерывно.

Неперекрываемость — один и тот же нуклеотид не может входить одновременно в состав двух или более триплетов.

Однозначность (специфичность) — определённый кодон соответствует только одной аминокислоте.

Вырожденность (избыточность) — одной и той же аминокислоте может соответствовать несколько кодонов.

Универсальность — генетический код работает одинаково в организмах разного уровня сложности — от вирусов до человека.

Вопрос №51

Точковые мутации на молекулярном уровне: молчащие мутации, миссенс-мутации нейтральные (неконсервативные) и радикальные (неконсервативные), нонсенс-мутации, мутации со сдвигом рамки считывания (frameshift).

Замена пары нкт, делеция, вставка.

Транзиция – пуриновые на пуриновые. АТà GC Трансверсия – пуриновые на пиримидиновые. ATà TA

Консервативные - мутации замен нуклеотидов, не приводящие к смене класса кодируемой аминокислоты. Радикальные - мутации замен нуклеотидов, приводящие к смене класса кодируемой аминокислоты.

Молчащая мутация – UCA=UCC=серин Не проявляется в фенотипе.

Миссенс мутация – серин (UCA) à треонин (ACA). Треонин экв серину – консервативная мутация. Не проявляется в фенотипе.

à лейцин (UUA). Белок неактивен – радикальная мутация.

Нонсенс мутация UCAà UAA – выключение белка. Преждевременная терминация трансляции.

Сдвиг рамки – в рез вставки/выпадения нкт, не кратных 3.

 

Вопрос №52.

Механизмы спонтанного мутагенеза: связь мутабильности с функциями аппарата репликации. Гены мутаторы и антимутаторы. Мутаторный и антимутаторный эффект ts-мутаций по гену 43 фага T4.

Спонтанный мутагенз – в ест условиях в рез-те норм кл процессов/при взаим кл с окр средой. Уровень специф для каждого вида, контр генетически. Рез баланса м/у возникновением и исправлением ошибок. У человека 20 мут на пок. 3х10^-8 мут/нкт/пок

Причины:

· Рек, репар, репл

· Хим модификация оснований ДНК, их утрата.

· Окислительные нарушения ДНК

· Транспозиция мигр элементов

К ошибочному спариванию приводят таутомерные формы.

Главный источник спонтанных мутаций – ошибки ДНК-полимеразы. В первой репликации заменился один нкт, во второй появляется его пара. Большинство ошибок корректируется тем же наборов ферментов, что репар ошибки спаривания. 3’-5’экзонуклеазная активность корректирует некомпл основания.

Гены-мутаторы – контр синтез предш ДНК, ДНК, репарацию.

Мутант rII фага Т4 – более крупные бляшки.

Температурочув-ые мутанты фага, хар-сь измен уровня частот обр крупных стерильных пятен. У одних повышен уровень мутабильности по гену rII, у других понижен. У мутантов обоих типов мутации были в гене 43, код полим.

L56 – част 3000 – мутатор – полим акт 100 – 3’-5’ экз акт 25

А58 – част 20 – антимут – полим акт 25 – экс акт 100

Норма – 100 – норма – 100 – 100

Поддержание ген стабильности:

· Спаривание осн (10^-1—10^-2)

· ДНК-полимераза (селекция оснований и экзонук акт) – 10^-5—10^-6

· Вспом белки 10^-7

· Постреп коррекция 10^-10

Ошибки полимеразы – сдвиг рамки. Может пропускать осн, встраивать одно дважды. Особенно часто в повторах – проскальзывание нити. Если добавила во вновь синт, на ней петля, инсерция. Если не добавила, то петля на матрице, делеция во вновь синт.

 

Вопрос №53.

Экспансия повторов и наследственные заболевания человека (синдром фрагильной Х-хромосомы, болезнь Хантингтона, феномен генетической антиципации).

Микросат – уч-ки в яДНК и оргДНК, сост из повт ф-ов длиной 1-6 пар. 3-4% генома. В соотв локусах гомол хр-м их число может варьироваться, что обусл гетерозиготность по кол-ву копий

Ген антиципация – насл заболевание у потомков наступает раньше, тяжелее. Нейродег заболевания: миодистрофия, хорея Хантингтона, синдром фраг Х.

Причина – экспансия простых повторов ДНК: три, тетра, пента Встречаются в промоторах, интр, экз, 5’ и 3’ нетранс участках.

Экспансия: синт нить проскальзывает – петля из повторов.

Сокращение: матр нить проскальзывает – петля из повторов.

Повтор начинает увеличиваться тогда, когда длина > 100-200 пн. Для каждой болезни эксп ограничена только одним повтором конкретного гена.

Ломкая Х-хр: выявляется по ломкому сайту. Дом, умственная отсталость, ген FMR1 в Х. 1 на 1500 муж, 1 на 2500 жен. Экспансия CGG (аргинин) в 5’нетранслируемом (но транскр) участке. N=6-54, премутация 60-200, болезнь выше. У родственников больного повышенное число. Мужики передают с неб изм кол-ва повторов, бабы рожают с большим кол-ом. Оогенез?

Хантингтон (УБИЛ 13!!! НЕ ЗАБУДЕМ, НЕ ПРОСТИМ! ). 4 хром, дом, в одном из экз гена НТТ. Экспансия САG (глутамин). Разрушаются опред нейроны. 4-7 на 10 тыс. М/у 35 и 44 годами.

N< 28 – норма

N > 28 – начинается антиципация, тк число повторов нестабильно. 28-35 – пром тип, 36-40 – сниж пенетрантность, больше 40 полная пенетрантность.

 

Вопрос №54.

Механизмы спонтанного мутагенеза: химическая модификация оснований ДНК (образование транзиций в результате дезаминирования оснований). Почему сайты, содержащие метилцитозин характеризуются повышенной мутабильностью.

Дезаминирование – гидролиз экзоцикл аминогрупп Ц, А, Г. Аденин ­­à Гипоксантин: АТà ГЦ, тк гипоксантин спаривается с цитозином. Цитозинà Урацил: ГЦà АТ Гуанинà Ксантин: ГЦГЦ

Дезаминирование цитозина: 1000 осн на клетку в сутки.

Метилцитозин à Тимин: GCà AT

Сайты с метилцитозином – горячие точки мутабильности, тк тимин – в норме в ДНК, ДНК не замечает. Что что-то не так.

Вопрос №55

Механизмы спонтанного мутагенеза: утрата оснований ДНК (образование апиримидиновых и апуриновых сайтов в результате гидролиза гликозидной связи между основанием и дезоксирибозой), окислительные нарушения ДНК.

Образование апуриновых и апиримидиновых сайтов в ре-те гидролиза гликозидной связи м/у основанием и дезокирибозой. За 1 20часовую генерацию ок 10тыс пуриновых и 500 пиримид.

Окислительные повреждения: Г-8оксиГ. ГО компл А. ГС à ГОАà ТА. От неск сотен до неск тысяч за сутки.

 

Вопрос №56.

Мутагенность и канцерогенность. Гены-супрессоры опухолей у человека (ген p53).

Мутагены ~ Канцерогены. Агенты вызывают рак, индуцируя мутации. Гены-супрессоры – подавление опухолей. Рак - мутация в супрессоре. 50% - не функциональный р53

Р53 – транскр активатор, активируется на повреждение ДНК. Ост кл цикл, пока не произойдёт репарация, либо при опред усл апоптоз. Опухоль супрессируется.

 

Вопрос №57.

⇐ Предыдущая1234Следующая ⇒

Поделиться: