94381

Особенности генома вирусов, прокариот и эукариот

Доклад

Биология и генетика

Гены одного оперона участка генетического материала который состоит из одного двух и больше сцепленных структурных генов которые кодируют белки ферменты которые осуществляют последовательные этапы биосинтеза какого-нибудь метаболита. Структура генов в бактериофагов и вирусов в основном похожая с бактериями но более осложненная и связанна с геномом хозяев.

Русский

2015-09-13

22.52 KB

13 чел.

Особенности генома вирусов, прокариот и эукариот.

Ген представляет собой последовательность нуклеотидов ДНК размером от нескольких сотен до миллиона пар, в которых закодированная генетическая информация о первичной структуре белка (число и последовательность аминокислот). Для регулярного правильного считывания информации в гене должны быть: кодон инициации, смысловые кодоны и кодон терминации. Три подряд расположенные нуклеотида представляют собой кодон, что и определяет, какая аминокислота будет располагаться в определенной позиции в белке. Например, в молекуле ДНК последовательность ТАС является кодоном для аминокислоты метионина, а последовательность ТТТ кодирует фениланин.

Для прокариотических организмов является характерной относительно простая структура генов. Так, структурный ген бактерии, фага или вируса, как правило, контролирует лишь одну ферментативную реакцию. Специфической для прокариотов является оперонная система организации нескольких генов. Гены одного оперона (участка генетического материала, который состоит из одного, двух и больше сцепленных структурных генов, которые кодируют белки (ферменты), которые осуществляют последовательные этапы биосинтеза какого-нибудь метаболита). Опероны прокариотических организмов расположены в кольцевой хромосоме бактерии рядом и контролируют ферменты, которые осуществляют последовательные или близкие реакции синтеза (лактозный, гистидиновый и другие опероны).

Оперон начинается и заканчивается регуляторными участками - промотором в начале и терминатором в конце. Благодаря этому все гены, которые входят в состав оперона, могут синтезировать свои продукты вместе.

Концепция оперона была предложена 1961 г. французскими учеными Франсуа Жакобом и Жаком Моно, за что они получили Нобелевскую премию 1965 г.

Структура генов в бактериофагов и вирусов, в основном, похожая с бактериями, но более осложненная и связанна с геномом хозяев. Например, у фагов и вирусов выявлены перекрывание генов, а полная зависимость вирусов эукариот от метаболизма клетки-хозяина привела к появлению экзон-интронов в структуре генов.

А вот в оперон эукариотических организмов входит, как правило, лишь один структурный ген и его регуляторные элементы. Эукариотические гены, в отличие от бактериальных, имеют прерывчатое мозаичное строение. Кодирующие последовательности (экзони) чередуются с не кодирующими (интроны). Экзон — участок гена, который несет информацию о первичной структуре белка. В гене экзоны разделенны некодирующими участками — интронами. Интрон — участок гена, который не несет информации о первичной структуре белка и расположен между экзонами. В результате подобной структуры гены эукариот имеют более длинную нуклеотидную последовательность, чем соответствующая зрелая и-РНК, последовательность нуклеотидов в которой отвечает последовательности экзонов. В процессе транскрипции информация о гене списывается с ДНК на промежуточную и-РНК, что которая из экзонов и интронов. Потом специфические ферменты - рестриктазы - разрезают эту про-и-РНК по границам экзон-интрон, после чего экзонные участки ферментативно соединяются вместе, образовывая зрелую м-рнк (этот процесс называется сплайсингом). Количество интронов может варьировать в разных генах от нуля до многих десятков, а длина - от нескольких пар основ до нескольких тысяч.

Рядом со структурными и регуляторными генами у эукаритоических организмов найдены участки повторяемых нуклеотидных последовательностей, функции которых изучены недостаточно, а также мигрирующие элементы (мобильные гены), способны перемещаться по геному. Найдено также так называемые псевдогены у эукариот, которые представляют собой копии известных генов, которые работают в других частях генома и лишены интронов или инактивированы мутациями.