Презентація на тему «Основні закономірності функціонування генів у про – та еукаріотів» (варіант 3)

Слайд #1

Основні закономірності функціонування генів у про – та еукаріотів

Слайд #2

Прокаріоти

Слайд #3

Геном клітин прокаріотів містить значну кількість ДНК і, відповідно, більше генів порівняно з вірусами.
Наприклад, у бактерії кишкової палички є понад 4100 генів, які кодують білкові молекули, та близько 120 генів, що кодують молекули РНК.

Слайд #4

Серед структурних генів прокаріотів та еукаріотів є 3 основні групи.Гени першої кодують структуру молекули білків, другої – тРНК, третьої – рРНК.

Слайд #5

Молекули іРНК синтезуються лише на одному з ланцюгів молокули ДНК. При цьому послідовність нуклеотидів молекули іРНК комплементарна послідовності ланцюга ДНК, на якому вона синтезована, і збігається за послідовністю нуклеотидів з іншим ланцюгом, який називають кодуючим, або змістовним

Слайд #6

У багатьох видів прокаріотів геном представлений єдиною молекулою ДНК, яка зосереджена у ядерній зоні клітини – нуклеоїді.

Слайд #7

У цитоплазмі бактеріальних клітин є плазміди, або позахромосомні фактори спадковості. Це невеликі кільцеві молекули ДНК, до складу яких входять кілька генів.

Слайд #8

Прокаріотичні клітини швидко реагують на зміни в навколишньому середовищі.

Слайд #9

Процес, за якого спадкова інформація, закодована у вигляді послідовності нуклеотидів молекули ДНК, втілюється у функціональний продукт – молекулу білка або РНК певного типу, називається експресія генів.

Слайд #10

Білкові молекули, які здатні впливати на експресію генів, спочатку зв*язуються з промотором - послідовністю нуклеотидів, розташованою перед кодуючою частиною гена.

Слайд #11

Слайд #12

Еукаріоти

Слайд #13

В еукаріотів значна частина геному представлена послідовностями нуклеотидів, які не кодують структури молекул білків та РНК. Учені з'ясували, що 20-50 % генів еукаріотів мають одну, інші - кілька зазвичай не ідентичних копій. Понад 50 % усієї кількості ДНК припадає на повтори. Завдяки копіям, мутації окремих генів мало впливають на фенотип. Повторювані послідовності нуклеотидів зосереджені переважно на кінцях хромосом і в зоні прикріплення ниток веретена поділу (центромера).

Слайд #14

Особливості регуляції експресії генів у еукаріотів
На відміну від прокаріотів, у клітинах еукаріотів молекули іРНК синтезуються на молекулах ДНК в ядрі і вже звідти транспортуються до цитоплазми. Таким чином, такі основні етапи експресії гена, як транскрипція та трансляція (синтез білкової молекули на матриці іРНК) в еукаріотів розділені у просторі та часі.

Слайд #15

Гени багатоклітинних організмів поділяють на дві функціональні групи одні з них активні в усіх клітинах, де забезпечують універсальні функції живого, а інші - активні лише у клітинах певних типів. Особливу групу становлять псевдогени — змінені внаслідок мутацій послідовності нуклеотидів які нагадують певні гени, однак інформація з них не зчитується.

Слайд #16

Ступінь прояву ознаки при реалізації генотипу в різних умовах називають експресивністю. Під експресивністю розуміють вираженість фенотипового вияву гена.

Слайд #17

Експресивність — це зміна кількісного прояву ознаки в різних особин-носіїв відповідного алеля.
При домінантних спадкових захворюваннях експресивність може коливатися.В одній родині можуть виявлятися спадкові хвороби в різних формах — від легких, ледь помітних, до тяжких (наприклад різні форми гіпертонії, шизофренії, цукрового діабету тощо). Рецесивні спадкові захворювання в межах сім'ї виявляються однотипно і мають незначні коливання експресивності.

Слайд #18

Запам'ятайте: на активність генів еукаріотів і прокаріотів впливають певні регуляторні послідовності нуклеотидів, які функціонально пов'язані з ними.
Запам'ятайте: активність будь-якого структурного гена залежить від наявності в клітині чинників, які пригнічують процеси транскрипції або стимулюють їх.

Слайд #19

ДНК
Гістони
Нуклеосоми

Слайд #20

Нуклеосома – пригнічувач активності генів.
Для активації процесу транскрипції потрібна
ПЕРЕБУДОВА ХРОМАТИНОВИХ НИТОК.

Слайд #21

На експресію генів також впливають зміни хімічного складу ДНК. (але послідовність нуклеотидів при цьому не змінюється!)

Слайд #22

Зближення відповідних структурних генів полегшує їхню взаємодію
Фактори
транскрипції
(білки)
+
Регуляторні
Послідовності
нуклеотидів
=
Ланцюжки,
що зближують віддалені
структурні гени та
їхні регуляторні ділянки

Слайд #23

Активність генів залежить від взаємодіїї молекул НК між собою
РНК – інтерференція – процес пригнічення експресії гена за допомогою молекул мікро-РНК.
Відбувається під час :
Транскрипції
Трансляції
Руйнування ДНК

Слайд #24

Молекули мікро-РНК -
НЕ кодують структуру білків!
Мають незначну довжину!
(19 – 21 пара нуклеотидів)

Слайд #25

Виникнення мікро-РНК
Активація
певних генів
Синтез молекул РНК
з дволанцюговими
ділянками
Вирізання цих ділянок
Утворення
молекул
мікро-ДНК
з цих ділянок

Слайд #26

Окрема молекула
Мікро-Рнк
+
Білкові
молекули
=
Сполука, що забезпечує
Розплітання ланцюгів РНК

Слайд #27

Ланцюг
Мікро РНК
+
Комплентарна
ділянка РНК
=
РІЗНІ НАСЛІДКИ

Слайд #28

Наслідок І
Ущільнення хроматину
та пригнічення
активності гена

Слайд #29

Наслідок ІІ
Після транскрипції
молекула іРНК може
руйнуватись, що
унеможливлює синтез білка

Слайд #30

Наслідок ІІІ
Можлива зупинка
синтезу білка

Слайд #31

Альтернативний
сплайсинг
На відміну від звичайного, під час альтернативного сплайсингу , за участі певних ферментів можуть вирізатися певні екзони як і на початку, так і всередині гену. У результаті цього з однієї ділянки можуть бути синтезовані різні варіанти молекул іРНК, які кодують різні білки.

Слайд #32

Альтернативний
сплайсинг
На відміну від звичайного, під час альтернативного сплайсингу , за участі певних ферментів можуть вирізатися певні екзони як і на початку, так і всередині гену. У результаті цього з однієї ділянки можуть бути синтезовані різні варіанти молекул іРНК, які кодують різні білки.

Слайд #33

Генетична
інженерія

Слайд #34

Генетична інженерія -
Експериментальна галузь молекулярної генетики.

Слайд #35

Основні завдання генетичної інженерії :
Синтез поза організмом, виділення з клітин і перебудова окремих генів;
Копіювання і розмноження виділених або синтезованих генів;
Введення генів або їхніх груп до геномів інших організмів;
Поєднання різних геномів в одній клітині.

Слайд #36

Кінець…