Структура прерывистых генов у различных эукариот

Работа Шарпа и Робертса, опубликованная в 1977 году, показала, что гены высших организмов имеют «прерывистую» структуру: кодирующие отрезки гена перемежаются с некодирующей ДНК, которая не используется при экспрессии генов. «Прерывистая» структура гена была обнаружена, когда аденовирусная мРНК была гибридизована с фрагментами одиночной цепи ДНК. Впоследствии было также выяснено, что прерывистая структура крайне широко распространена у эукариотических генов. Они получили название мозаичных, прерывистых генов; генов, имеющих экзон-интронное строение.

1.Мозаичные гены эукариот имеют больший размер, чем последовательность нуклеотидов, представленная в мРНК (3-5%).

2.Мозаичные гены состоят из экзонов и интронов. Термины экзон и интрон были введены У.Гилбертом в 1978 году и сразу были приняты научным сообществом. Интроны удаляются из первичного транскрипта и отсутствуют в зрелой мРНК, которая состоит только из экзонов. Число и размеры интронов и экзонов индивидуальны для каждого гена, но интроны по размерам значительно больше экзонов.

3.Ген начинается экзоном и заканчивается экзоном, но внутри гена может быть любой набор интронов (гены глобина имеют 3 экзона и 2 интрона). Экзоны и интроны обозначаются цифрами или буквами в порядке их расположения вдоль гена).

4. Порядок расположения экзонов в гене совпадает с их расположением в мРНК.

5.На границе экзон-интрон имеется определённая постоянная последовательность нуклеотидов (ГТ - АГ), присутствующая во всех мозаичных генах.

6. Экзон одного гена может быть интроном другого.

7. В мозаичном гене иногда нет однозначного соответствия между геном и кодируемым им белком, то есть одна и та же последовательность ДНК может принимать участие в синтезе различных вариантов белка.

8. Один и тот же транскрипт может подвергаться разному сплайсированию, в результате этого сплайсированные участки мРНК могут кодировать разные варианты одного белка.

9. Особенности строения мозаичного гена позволяют осуществлять альтернативный сплайсинг (экзон L - экзон 2, 3 или экзон S - экзон 2, 3): синтезировать несколько вариантов белка на основе информации одного гена; создавать удачные комбинации белков, а если таковые неудачны, то производить отбор на уровне мРНК при сохранении неизменной ДНК.

У млекопитающих в процессе транскрипции участвуют приблизительно 5-10% генов.

 

Примеры:

1. Предмет, задачи и цели молекулярной биологии.

2. Химический состав нуклеиновых кислот.

3. Первичная структура нуклеиновых кислот

4. Открытие двойной спирали ДНК. Вторичная структура ДНК

5. Физико-химические свойства ДНК

6. Строение и свойства РНК

7. Матричные процессы синтеза биополимеров. Общая характеристика репликации

8. Белки и ферменты, участвующие в репликации ДНК.

9. Инициация репликации

10. Репликация кольцевых молекул ДНК

11. Репликация теломерных концов ДНК

12. Явление обратной транскрипции

13. Репликативное метилирование ДНК

14. Репарация повреждений ДНК

15. Рекомбинация ДНК

16. Транспозиция ДНК

17. Транскрипция прокариот

18. Транскрипция эукариот

19. Строение оперонов

20. Особенности организации генов у прокариот и эукариот

21. Нематричный синтез РНК

22. Строение м РНК

23. Процессинг РНК

24. Сплайсинг

25. Модификация 5'- и 3'-концов транскриптов

26. Этапы расшифровки генетического кода

27. Основные свойства генетического кода и кодового словаря

28. Общая схема процесса трансляции и характеристика его отдельных элементов

29. тРНК: строение и свойства

30. Строение рибосом. рРНК

31. Этапы трансляции и их характеристика

32. Посттрансляционная модификация полипептидных цепей

33. Структура белков

34. Фолдинг белков

35. Секреция белков у прокариот

36. Транспорт белков

37. Деградация белков

38. Передача информации через клеточную мембрану

39. Белковые домены, узнающие специфические последовательности ДНК

40. Сенсорные механизмы бактерий

41. Сенсорные механизмы эукариот

42. Определение нуклеотидной последовательности ДНК

43. Амплификация фрагментов ДНК с помощью полимеразной цепной реакции

44. Размеры, структура и особенности организации геномов различных групп организмов

45. Организация хромосом различных организмов

46. Механизмы геномных перестроек

47. Структура прерывистых генов у различных эукариот