Что такое мультигенные семейства
мультигенное семейство
Смотреть что такое «мультигенное семейство» в других словарях:
Мультигенное семейство с генов — Мультигенное семейство, с. генов * мультыгенная сям’я, с. генаў * multigene family or gene f. набор структурно и функционально тесно взаимосвязанных генов, происходящих от одного предкового гена путем дупликаций или мутационного процесса ().… … Генетика. Энциклопедический словарь
зеины — zeins зеины. Семейство запасающих белков семян кукурузы, растворимы в спирте, составляют более 50% общего белка эндосперма; гены З. образуют мультигенное семейство. (Источник: «Англо русский толковый словарь генетических терминов». Арефьев В.А.,… … Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь.
зеины — Семейство запасающих белков семян кукурузы, растворимы в спирте, составляют более 50% общего белка эндосперма; гены З. образуют мультигенное семейство. [Арефьев В.А., Лисовенко Л.А. Англо русский толковый словарь генетических терминов 1995 407с.] … Справочник технического переводчика
multigene family — multigene family. См. мультигенное семейство. (Источник: «Англо русский толковый словарь генетических терминов». Арефьев В.А., Лисовенко Л.А., Москва: Изд во ВНИРО, 1995 г.) … Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь.
напин — Запасающий белок из группы альбуминов, входящий в состав семян растений семейства крестоцветных (Brassicaceae): кодируется генами, составляющими мультигенное семейство. [Арефьев В.А., Лисовенко Л.А. Англо русский толковый словарь генетических… … Справочник технического переводчика
генно-терапевтические подходы к лечению наследственных заболеваний — * генна тэрапеўтычныя падыходы да лячэння спадчынных захворванняў * genetic and therapeutic approach to heredity disease treatment генно терапевтическая стратегия, применяемая при лечении наследственных болезней метаболизма. Примеры таких… … Генетика. Энциклопедический словарь
генов поток — * генаў паток * gene flow обмен генами между разными популяциями одного и того же вида за счет мигрантов, что приводит к временному изменению частоты генов многих локусов в общем пуле генов (см. ) популяции реципиента (см. ). Генов распределение… … Генетика. Энциклопедический словарь
Зеины — * зеіны * zeins 1. Группа спирторастворимых белков, которые в зерне кукурузы функционируют как запасающие белки. Белки кодируются мультигенным семейством и синтезируются в развивающемся эндосперме. Их количество в зрелых семенах составляет более… … Генетика. Энциклопедический словарь
Повторяющиеся семейства генов — * сем’і генаў, якія паўтараюцца * repeated gene families … Генетика. Энциклопедический словарь
Мультигенные семейства
36.Псевдогены, онкогены…..
Псевдогены – последовательности, сходные с обычными структурными генами, но, как правило, не экспрессирующиеся с образованием функционально активных полипептидов. Один из основных механизмов образования псевдогенов – интеграция в геном копий ДНК, комплементарных зрелой молекуле мРНК, возникающих в результате ее обратной транскрипции, т.е. образование процессированных псевдогенов. Также псевдогены могут образовываться вследствие дупликаций генов с последующей инактивацией копий мутациями.
Онкоге́н — это ген, кодирующий белок, который, в случае нарушения регуляции, может вызвать образование злокачественной опузоли. Мутации, вызывающие активацию онкогенов, повышают шанс того, что клетка превратится в раковую клетку. Считается, что гены-супрессоры опухолей (ГСО) предохраняют клетки от ракового перерождения, и, таким образом, рак возникает либо в случае нарушения работы генов-супрессоров опухолей, либо при появлении онкогенов.
Многие клетки при появлении в них мутаций вступают в апоптоз, но в присутствии активного онкогена могут ошибочно выживать и пролиферировать. Для злокачественного перерождения клетки под действием многих онкогенов требуется дополнительная стадия, например, мутация в другом гене, факторы внешней среды (например, вирусные инфекции).
С 1970х открыты десятки онкогенов, вызывающие канцерогенез у человека, многие противораковые лекарства направлены на подавление активности онкогенов либо их продуктов.
В состав МГЭ входят:
2. Ретротранспозоны, или РНК-транспозоны
4. Инсерционные последовательности, IS, Insertion sequences
6. Бактериофаги, например, Mu, интегрирующиеся случайно в участки генома
МУЛЬТИГЕННЫЕ СЕМЕЙСТВА
Смотреть что такое «МУЛЬТИГЕННЫЕ СЕМЕЙСТВА» в других словарях:
неповторяющиеся последовательности [ДНК] — non repetitious DNA sequences уникальные (неповторяющиеся) последовательности [ДНК]. Участки молекулы ДНК, присутствующие в данном геноме в одной копии (редко в нескольких, но обычно не более 10); большинство структурных генов (за исключением тех … Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь.
умеренно повторяющаяся ДНК — Нуклеотидная последовательность (длиной в 100 500 нуклеотидных пар), повторяющаяся в геноме 10 100 раз; У.п.ДНК обнаруживается в составе гетерохроматина, к ней относятся гены рРНК и тРНК животных, некоторые др. мультигенные семейства, а также… … Справочник технического переводчика
уникальные (неповторяющиеся) последовательности [ДНК] — Участки молекулы ДНК, присутствующие в данном геноме в одной копии (редко в нескольких, но обычно не более 10); большинство структурных генов (за исключением тех, которые составляют мультигенные семейства) представлено У.п.; в кинетике… … Справочник технического переводчика
генокоррекция наследственных заболеваний — * генакарэкцыя спадчынных захворванняў * genetic correction of hereditary diseases генетические манипуляции с клетками и их предшественниками в лечебных целях. Наиболее доступны для таких манипуляций клетки крови. После изоляции различные типы… … Генетика. Энциклопедический словарь
РЕАЛИЗАЦИЯ НАСЛЕДСТВЕННОЙ ИНФОРМАЦИИ В ИНДИВИДУАЛЬНОМ РАЗВИТИИ. МУЛЬТИГЕННЫЕ СЕМЕЙСТВА
В процесса индивидуального развития организм закономерно меняет свои характеристики. Особенно интенсивные изменения происходят в эмбриональном периоде онтогенеза, когда из зиготы формируются структуры многоклеточного организма. При этом все многообразие клеток, выполняющих в организме различные функции, происходит из одной клетки путем митотического деления. Так как в результате митоза дочерние клетки получают полноценную наследственную информацию, заключенную в кариотипе, все клетки организма в генотипическом отношении равноценны. Некоторые различия, однако, наблюдаются за счет цитоплазматических генов, например митохондриальных, которые распределяются при делении не строго равномерно.
Чем определяются морфологические, физиологические и биохимические различия, появляющиеся между клетками в ходе развития? В процессе овогенеза в цитоплазме яйцеклетки накапливаются не только богатые энергией вещества, обеспечивающие развитие зародыша, но и мРНК для синтеза белков, необходимых на самых ранних стадиях эмбрионального развития. Распределение этих веществ в цитоплазме яйцеклетки оказывается неравномерным. Проникновение сперматозоида в яйцеклетку вызывает перераспределение отдельных компонентов в объеме клетки, в связи с чем уже при первых делениях зиготы в дочерних клетках оказывается цитоплазма с разным составом веществ.
Взаимодействие между компонентами цитоплазмы и ядром приводит к дерепрессии определенных генов. Их продукты определяют дальнейшее углубление различий между разными частями зародыша, т.е. дифференцировку. Возникающие различия порождают новые взаимодействия между соседними клеточными группами, которые вызывают дерепрессию новых генов, вследствие чего меняется спектр активных генов и, следовательно, генетическая программа на последующий отрезок процесса развития. Таким образом, в ходе индивидуального развития первоначально репрессированный геном зиготы подвергается постепенной дерепрессии, причем в разных частях зародыша дерепрессируются разные группы генов. Набор активно функционирующих генов определяет своеобразие спектра белков, которые синтезируются клетками, выполняющими различные функции.
Как отмечалось выше, в процессе онтогенеза в клетках организма происходит смена активно функционирующих генов. Гены, транскрибировавшиеся в эмбриональном периоде, к моменту рождения или непосредственно после него репрессируются, в то же время активируются гены, определяющие специфические функции клеток во взрослом организме. Нередко вещества, продуцируемые определенным типом клеток в разные периоды онтогенеза, несколько различаются по своим свойствам. Изменение свойств диктуется изменением условий существования организма, например в эмбриональном и постэмбриональном периодах развития. Эти различия объясняются сменой функционирования близких, но не идентичных по заключенной в них информации генов. Такие гены в ряде случаев образуют группы, получившие название мультигенных семейств. Примером тому служат гены гемоглобина.
Мультигенное семейство — это группа генов, очень близких по нуклеотидным последовательностям, со сходными фенотипическими функциями. Число генов в разных семействах у представителей разных видов варьирует от единиц до нескольких сотен. К примеру, число генов гистонов у разных видов в отдельных семействах колеблется от 10 до 1200, генов тРНК — от 6 до 400, генов 5SPHK — от 200 до 24000, генов α-глобинов — от 1 до 5, (β-глобинов — от 2 до 7. К числу белков, кодируемых мультигенными семействами, кроме указанных выше, относятся актины и тубулины, играющие важную роль в подвижности клеток, коллагены соединительной ткани, некоторые белки клеточных мембран и сыворотки крови.
Мультигенные семейства могут быть организованы в геноме по-разному (рис. 6.4). Так, члены семейства идентичных генов РНК у человека располагаются в виде тандемных повторов, в которых структурные гены разделены некодирующими — спейсерными — участками. Однако гены семейства не всегда идентичны. Например, в семействах глобиновых генов тандемно сцеплены близкие, но не одинаковые гены. В случае гистоновых генов у некоторых видов тандемно повторяются целые пакеты (кластеры) неидентичных генов, определяющих синтез разных видов гистонов, что может быть описано формулой Н2А — НЗ —Н2В — Н4 — H1 —. Возможно также диффузное распределение генов семейства по нескольким хромосомам, что показано для генов актинов и тубулинов.
Рис. 6.4. Типы организации мультигенных семейств:
I — идентичные гены, сцепленные тандемно (гены рРНК); II — близкие, но не идентичные гены, сцепленные тандемно (гены глобинов); III — скопления неидентичных генов, сцепленных тандемно (гистоновые гены); IV — близкие гены, рассеянные по нескольким хромосомам (гены актинов или тубулинов)
Рис. 6.5. Распределение генов α- и β-глобинов человека
Глобиновые гены изображены в виде прямоугольников; вертикальные полосы внутри соответствуют экзонам, остальные участки — интронам
Наиболее изучены в этом отношении мультигенные семейства α- и β-глобиновых генов (рис. 6.5). У человека они представлены кластером из 7 β-глобиновых генов, расположенных в 11-й хромосоме, и кластером из 5 α-глобиновых генов, локализующихся в 16-й хромосоме. У эмбрионов человека активно функционируют ζ (дзета)-глобиновый ген из α- семейства и ε (эпсилон)-глобиновый ген из β-семейства, обеспечивающие образование эмбрионального ζ2ε2-гемоглобина.
На более поздних стадиях онтогенеза у плода эти гены репрессируются, но дерепрессируются другие гены семейств, определяющие синтез фетального α2γ2-гемоглобина. После рождения начинают экспрессироваться δ (дельта)- β и (бета)-глобиновые гены, обеспечивающие образование преобладающего α2β2— и минорного α2β2— видов гемоглобина взрослого человека. В обоих кластерах имеются также неэкспрессирующиеся псевдогены ψα1, ψξ1, ψβ1, ψβ2.
Переключение генов в мультигенных семействах происходит не только в соответствии со стадией индивидуального развития, но и с типом и местом локализации клеток в организме. Так, эмбриональный гемоглобин С,г б2 образуется имеющими ядра мегалобластами в стенке желточного мешка. На 6-й неделе развития происходит смена экспрес-сируемых генов и переход к синтезу гемоглобина безъядерными эритроцитами печени и селезенки плода. Позднее главным местом образования гемоглобина становится костный мозг, где вскоре после рождения начинается синтез взрослых гемоглобинов α2β2 и α2δ2. Смена типов синтезируемого гемоглобина у эмбриона, плода и после рождения связана с конкретными условиями существования организма на разных стадиях онтогенеза. Так, у человека гемоглобин плода имеет более высокое сродство к кислороду, чем гемоглобин взрослого, что облегчает перенос кислорода через плаценту.
Таким образом, изменение характеристик фенотипа организма на разных стадиях онтогенеза является результатом регуляции экспрессии генов, которая имеет целью в одних случаях наращивание продукции определенных белков, а в других — переход от синтеза одного белка к синтезу белка более соответствующего изменяющимся условиям существования.
Что такое мультигенные семейства
Мы уже описали функцию по крайней мере большей части генов, которую можно определить как матричную, поскольку последовательность нуклеотидов гена служит матрицей для копирования разных видов РНК: мРНК, тРНК, рРНК и других видов РНК. В свою очередь мРНК служит матрицей для построения полипептидной цепи, колинеарно связывая последовательность кодонов гена с последовательностью аминокислот полипептидной цепи. Мы также привели некоторые детали структуры гена, в том числе наличие у каждого гена промотора, содержащего сайт инициации транскрипции и непосредственно предшествующий этому сайту, так называемый ТАТА-бокс, который содержит остатки тимина и аденина.
Гены человека, как и других высших организмов, включают экзоны и интроны. В то время как экзоны содержат кодирующие последовательности гена, функция нитронов остается неизвестной, а интроны, как правило, составляют основную часть гена. Интроны были впервые выявлены в 1988 г. в гене бета-глобина мыши. На границе экзонов и нитронов располагается консенсусная, т.е. эволюционно консервативная последовательность, которая распознается ферментами сплайсинга, т.е. ферментами для вырезания интронов из первичного транскрипта мРНК. На 3′-конце гена уже в неко-дирующей части расположен сайт, обеспечивающий добавление 100—200 остатков аденина к мРНК для обеспечения ее стабильности (рис. 3.11).
Для гена характерна так называемая открытая рамка считывания, т.е. наличие последовательности триплетов, кодирующих аминокислоты, не перебиваемые стоп-кодонами или бессмысленными триплетами.
Рис. 3.11. Организация гена у эукариот.
Мультигенные семейства
Иногда гены образуют группы, которые получили название мультигенных семейств. Мультигенные семейства делятся на два основных типа. Первый тип — это классические семейства генов, когда гены в семействе обнаруживают высокую степень сходства в структуре, т.е. в последовательности нуклеотидов. Примером такого рода семейств являются различные рРНК, которые собраны в тандемные последовательности в ядрышковых организаторах акроцентрических хромосом, семейства генов тРНК, разбросанных по геному, пучки генов а- и р-глобинов, кератинов и кристаллинов хрусталика. При втором типе, так называемом суперсемействе генов, гены обнаруживают не очень высокую гомологию в последовательностях нуклеотидов, но связаны между собой функционально. Наиболее яркими примерами этого типа мультигенных семейств являются гены комплекса гистосов-местимости (HLA) и гены иммуноглобулинов.
Псевдогены
Необходимо также упомянуть о псевдогенах. Псевдогены по своей нуклеотидной последовательности очень похожи на структурные гены, но, как правило, не функциональны из-за разнообразных мутаций, накопленных такими генами.