287.Виды и роль тандемных повторов в геноме человека.
Тандемные повторы представляют собой повторяющиеся последовательности ДНК различной длины:
Микросателлиты – ДНК повторы от 1 до 6 нуклеотид. повторяющиеся фрагменты ДНК длиной от 1 до 6 пар оснований. Микросателлиты характеризуются высокой скоростью изменения последовательностей, обусловленной «проскальзыванием» при репликации ДНК и точечными мутациями. Как и минисателлиты, используются как молекулярные маркеры в популяционно-генетических исследованиях.
Минисателлиты – от 7 до 100 нуклеотидов. Они встречаются более чем в 1000 местах генома человека. Используются как молекулярные маркеры в определении родства, в популяционно-генетических исследованиях при определении принадлежности к конкретной популяции, для исследования гибридизации, в ДНК-дактилоскопии.
Сателлиты – более 100 нуклеотидов
Тандемные повторы играют важнейшую роль в самом существовании хромосом. Любая хромосома должна быть отграничена от остального генетического материала (это обеспечивается уникальными свойствами теломерной ДНК) и должна нормально наследоваться, правильно «растаскиваться», при делении клетки (центромерная ДНК). Без клонированных теломерных и центромерных участков невозможно и создание искусственных хромосом, необходимых для манипуляций с генами.
288.Перечислите базовые регуляторные элементы генома
Энхансеры- небольшой участок ДНК, способный связываться с факторами транскрипции, при этом увеличивая уровень транскрипции гена или группы генов.
Сайленсеры- последовательность ДНК, с которой связываются белки-репрессоры (факторы транскрипции). Связывание белков-репрессоров с сайленсерами приводит к понижению или к полному подавлению синтеза РНК ферментом ДНК-зависимой РНК-полимеразой.
Инсуляторы-последовательности ДНК, особые регуляторные элементы, которые обладают способностью блокировать сигналы, исходящие от окружения. Они блокируют взаимодействие между энхансером и промотором, если находится между ними. Инсулятор выполняет барьерную функцию для распространяющегося конденсированного хроматина.
Методы клонирования ДНК.
Существует два подхода к клонированию ДНК. Первый подход предполагает использование бактериальных или дрожжевых клеток для размножения введенной в них чужеродной ДНК. Второй способ представляет собой амплификацию ДНК in vitro.
Методы получения генов для трансгенеза.
Ген вводится в геном хозяина в форме так называемой «генетической конструкции» — последовательности ДНК, несущей участок, кодирующий белок, и регуляторные элементы (промотор, энхансер и пр.), а также в некоторых случаях элементы, обеспечивающие специфическое встраивание в геном (например, т. н. «липкие концы»). Генетическая конструкция может нести несколько генов, часто она представляет собой бактериальную плазмиду или ее фрагмент.
Методы клонирования генов.
Клонирование днк (клонирование генов) – процесс выделения заданной последовательности днк и получения многих её копий in vitro. клонирование днк часто применяют для амплификации фрагментов, содержащих гены, а также любые другие последовательности – например, промоторы, некодирующие последовательности, химически синтезированные олигонуклеотиды и случайные участки днк.
1. Рестрикция - разрезание ДНК человека рестрикционной эндонуклеазой (рестриктазой) на множество различных фрагментов, но с одинаковыми липкими концами. Такие же концы получают при разрезании плазмидной ДНК той же рестриктазой.
2. Лигирование - включение фрагментов ДНК человека в плазмиды благодаря сшиванию липких концов ферментом лигазой.
3. Трансформация - введение рекомбинантных плазмид в бактериальные клетки, обработанные специальным образом - так, чтобы они на короткое время стали проницаемыми для макромолекул. Однако плазмиды проникают лишь в часть обработанных бактерий. Трансформированные бактерии вместе с плазмидой приобретают устойчивость к определенному антибиотику.
4. Скрининг - отбор среди клонов трансформированных бактерий тех, которые содержат плазмиды, несущие нужный ген человека.
Понятие о кариотипе. Аутосомы и половые хромосомы. Морфология хромосом человека, строение хромосом
КАРИОТИП — совокупность признаков хромосомного набора организма (количество хромосом, их форма и размеры)
АУТОСОМЫ - парные хромосомы, одинаковые для мужских и женских организмов. В клетках тела человека 44 аутосомы (22 пары).
ПОЛОВЫЕ хромосомы - хромосомы, содержащие гены, определяющие половые признаки организма.
МОРФОЛОГИЯ хромосом различна в отдельных фазах клеточного цикла. В пресинтетическойфазе Х. представлены одной нитью (хроматидой), в постсинтетической фазе состоят из двуххроматид. В интерфазе Х. занимают весь объем ядра, образуя так называемый хроматин.Плотность хроматина в разных участках ядра неодинакова.Темные(плотные) участки- ГЕТЕРОХРОМАТИН, эти участки сильно спирализованны, поэтому нечитаемы, в них нах-ся НЕактивные гены.Светлые(рыхлые)участки- ЭУХРОМАТИН, эти участки деспирализов.,поэтому читаемы, в них нах-ся активные гены.
293.Секвенирование. Рестрикционный анализ.
Секвенирование — определение их аминокислотной или нуклеотидной последовательности . В результате секвенирования получают формальное описание первичной структуры линейной макромолекулы в виде последовательности мономеров в текстовом виде. Рестрикционный анализ— установление мест расщепления одной или несколькими рестриктазами конкретной нуклеотидной последовательности ДНК.
Генетическая и генотипическая структура популяции. Закон Харди-Вайнберга. Условия его действия.
Генетическая структура популяции – соотношение в популяциях различных генов и аллелей. Она определяется богатством генофонда популяции (совокупность генов всех особей популяции)
генотипическая структура популяции соотношение в популяции гомозигот и гетерозигот
В популяции бесконечно большого размера, в которой не действует отбор, не идет мутационный процесс, отсутствует обмен особями с другими популяциями, не происходит дрейф генов, все скрещивания случайны — частоты генотипов по какому-либо гену (в случае если в популяции есть два аллеля этого гена) будут поддерживаться постоянными из поколения в поколение и соответствовать уравнению: p²+2pq+q²=1.
Закон Харди-Вайнберга формулируется следующим образом:
в идеальной популяции соотношение частот аллелей генов и генотипов из поколения в поколение является величиной постоянной и соответствует уравнению:
p2 +2pq + q2 = 1
где p2 — доля гомозигот по одному из аллелей; p — частота этого аллеля; q2 — доля гомозигот по альтернативному аллелю; q — частота соответствующего аллеля; 2pq — доля гетерозигот.
Половые хромосомы и аутосомы. Хромосомное определение пола. Наследование признаков, сцепленных с полом, у дрозофилы и человека.
Аутосомы - парные хромосомы, одинаковые для мужских и женских организмов. В клетках тела человека 44 аутосомы (22 пары).
Половые хромосомы - хромосомы, содержащие гены, определяющие половые признаки организма.
В кариотипе (качественном и количественном наборе хромосом) женщин половые хромосомы одинаковые. В кариотипе мужчины - 1 одна крупная равноплечая половая хромосома, другая - маленькая палочковидная хромосома.
Половые хромосомы женщин обозначают XX, а мужские половые хромосомы - XY. Женский организм формирует гаметы с одинаковыми половыми хромосомами (гомогаметный организм), а мужской организм формирует гаметы неодинаковые по половым хромосомам (X и Y). Признаки, гены которых находится в половых хромосомах, называется сцепленные с полом. Если ген расположен в у - хромосоме, то это обычно оговаривается. У человека известно около 300 генов, находящийся в х - хромосоме и вызывающих наследственные болезни. Почти все они рецессивны. Наиболее известны: гемофилия, дальтонизм, мускульная дистрофия. Если рецессивный ген болезни сцеплен с х - хромосомой, то носителем является женщина, а болеют мужчины, т.к. у них этот ген находится в одинарной дозе или гомозиготном состоянии. Доминантны х - сцепленных заболеваний известно мало, в том числе некоторые формы рахита, нарушение сегментации кожи.
. Х-хромосома у дрозофилы очень крупная и несет много генов, сцепленных с полом. Один из них относится к серии множественных аллелей, определяющих оттенки цвета глаз от темно-красного у мух дикого типа до совершенно белого. Аллель, определяющий белый цвет глаз, является последним в этой серии, т. е. он рецессивен по отношению ко всем остальным аллелям. Аллель дикого типа - первый в этой серии; он доминирует над всеми остальными аллелями.
Генети́чески модифици́р.ованный органи́зм (ГМО)— организм, генотип которого был искусственно изменён при помощи методов генной инженерии. Это определение может применяться для растений, животных и микроорганизмов. Генетические изменения, как правило, производятся в научных или хозяйственных целях. Генетическая модификация отличается целенаправленным изменением генотипа организма в отличие от случайного, характерного для естественного и искусственного мутационного процесса.
Основным видом генетической модификации в настоящее время является использование трансгенов для создания трансгенных организмов.
Основные этапы создания ГМО:
1. Получение изолированного гена.
2. Введение гена в вектор для переноса в организм.
3. Перенос вектора с геном в модифицируемый организм.
4. Преобразование клеток организма.
5. Отбор генетически модифицированных организмов и устранение тех, которые не были успешно модифицированы