Сопровождающееся: Сопровождающееся




НазваниеСопровождающееся: Сопровождающееся
Дата конвертации31.01.2013
Размер445 b.
ТипПрезентации



Сопровождающееся:

  • Сопровождающееся:

  • приобретением и утратой генов

  • мутационная изменчивость

  • изменением места и времени экспрессии и репрессии генов,

  • изменением генетического состава популяций,

  • формированием адаптаций,

  • образованием и вымиранием видов,

  • преобразованием биогеоценозов и биосферы в целом.

  • Механизм биологической эволюции включает:

  • Микроэволюцию - факторы и процессы внутривидовой дифференциации популяций, завершающиеся видообразованием;

  • Макроэволюцию – надвидовую эволюцию приводящую к формированию органов, аппаратов и систем, выполняющих определенные функции, а также к становлению новых надвидовых таксонов (семейств, отрядов и др.)





Палеонтологические ряды – ископаемые формы, связанные друг с другом в процессе эволюции и отражающие ход исторического развития.

  • Палеонтологические ряды – ископаемые формы, связанные друг с другом в процессе эволюции и отражающие ход исторического развития.

  • Биогеографические методы. Сравнение флоры и фауны. Реликтовые формы.

  • Морфологические методы (сравнительно-анатомические, сравнительно-гистологические методы – внутренние сходство как показатель родства сравниваемых форм).

  • Гомологичные и аналогичные органы.

  • Рудиментарные органы, атавизмы указывают какая из сравниваемых гомологичных форм родоначальная.

  • Эмбриологические методы – выявление зародышевого сходства, принцип рекапитуляции.

  • Палеонтологические методы. Ископаемые переходные группы - формы организмов, сочетающие признаки более древних и молодых групп.

  • Генетические методы, методы биохимии и молекулярной биологии.













Семейства архейного происхождения

  • Семейства архейного происхождения



Домены, унаследованные от эндосимбионтов

  • Домены, унаследованные от эндосимбионтов









Внутриклеточный симбионт тли – бактерия Бухнера (Buchnera) обеспечивает своего партнера аминокислотами, отсутствующими в рационе насекомого.

  • Внутриклеточный симбионт тли – бактерия Бухнера (Buchnera) обеспечивает своего партнера аминокислотами, отсутствующими в рационе насекомого.

  • Геном Бухнеры в процессе сожительства сильно упростился, однако сохранил гены теплового шока, кодирующие шапероны, препятствующие денатурации белка.

  • Комплекс «тля – бактерия Бухнера» совместными усилиями синтезирует кофермент А: бактерия синтезирует пантотеновую кислоту, а затем тля из нее образует кофермент А.



В геномах 4 видов насекомых и 4 видов круглых червей обнаружены значительные фрагменты генома паразитической бактерии Вольбахии;

  • В геномах 4 видов насекомых и 4 видов круглых червей обнаружены значительные фрагменты генома паразитической бактерии Вольбахии;

  • У одного из тропических видов Дрозофилы практически весь геном Вольбахии включен в хромосомы насекомого и активно экспрессируется.

  • Бактерия Карсонелла (Carsonella) – внутриклеточный паразит листоблошек (Psyllidae) сохранила геном размером 160 тыс. п.н., утратив значительную часть генов и практически все некодирующие участки ДНК.







Одним из ведущих механизмов, приводящих к появлению новых генов, является удвоение ДНК. В зависимости от размеров удваивающихся участков молекулярные генетики выделяют:

  • Одним из ведущих механизмов, приводящих к появлению новых генов, является удвоение ДНК. В зависимости от размеров удваивающихся участков молекулярные генетики выделяют:

  • При внутригенных дупликациях происходит удлинение гена и соответствующего ему белкового продукта. Например, повтор в экзонах гена Colla I трех кодонов усиливает α2-пептид коллагена I типа аминокислотами пролином-оксипролином-глицином, что обеспечивает плотную упаковку пептидов в коллагеновых волокнах.



Дупликации генов рРНК привела к появлению множества кластеров таких генов:

  • Дупликации генов рРНК привела к появлению множества кластеров таких генов:

  • Дупликации целых генов – не единственный способ возникновения новых генов. К аналогичным результатам приводит и удвоение части гена, удлиняющее исходный вариант и, следовательно, вызывающий появление другого гена и соответствующего ему признака. Примером новообразования генов таким способом может служить так называемое семейство генов гормона роста. Так, в результате дупликаций и мутаций из одного исходного гена возникли гены гормона роста, пролактина, плацентарного лактогена и др.



Сравнительный анализ геномов сумчатых и плацентарных млекопитающих показал, что с момента их дивергенции в Меловом периоде до 15% процентов генов у сумчатых и более 20% генов плацентарных млекопитающих претерпели одну или несколько дупликаций и дивергировали, дав начало новым семействам близкородственных генов.

  • Сравнительный анализ геномов сумчатых и плацентарных млекопитающих показал, что с момента их дивергенции в Меловом периоде до 15% процентов генов у сумчатых и более 20% генов плацентарных млекопитающих претерпели одну или несколько дупликаций и дивергировали, дав начало новым семействам близкородственных генов.





Преобразования регуляторных генов, приводящих к изменению времени и места включения в работу (экспрессии) генов. Активация гена на более ранних этапах онтогенеза вызывает и усиливает прейотропный эффект гена и, следовательно, обусловливает большее число его проявлений в виде нескольких признаков и свойств.

  • Преобразования регуляторных генов, приводящих к изменению времени и места включения в работу (экспрессии) генов. Активация гена на более ранних этапах онтогенеза вызывает и усиливает прейотропный эффект гена и, следовательно, обусловливает большее число его проявлений в виде нескольких признаков и свойств.

  • Точковая мутация в регуляторном регионе гена Duffy исключает транскрипцию и, следовательно, синтез поверхностного клеточного рецептора, необходимого для проникновения малярийного плазмодия в клетку и развития малярии.



В процессе эволюции млекопитающих разделение сумчатых и плацентарных в Меловом периоде Мезозойской эры сопровождалось возникновением более 20% уникальных некодирующих – регуляторных последовательностей у последних, которое в 20 раз превышало скорость появления структурных генов.

  • В процессе эволюции млекопитающих разделение сумчатых и плацентарных в Меловом периоде Мезозойской эры сопровождалось возникновением более 20% уникальных некодирующих – регуляторных последовательностей у последних, которое в 20 раз превышало скорость появления структурных генов.

  • Увеличение числа гомеозисных

  • Hox – генов:

  • - у личиночно-хордовых (Ciona

  • intestinalis) – 1 кластер из 9 генов;

  • - у позвоночных – несколько

  • кластеров по 13 генов в каждом.





Парамутации – устойчивое наследуемое состояние гена, возникающее в результате взаимодействия с другим вариантом аллеля, без изменения нуклеотидной последовательности. Сущность явления состоит в том, что активный аллель побывав в одном генотипе с неактивным аллелем, сам проявляет себя как неактивный.

  • Парамутации – устойчивое наследуемое состояние гена, возникающее в результате взаимодействия с другим вариантом аллеля, без изменения нуклеотидной последовательности. Сущность явления состоит в том, что активный аллель побывав в одном генотипе с неактивным аллелем, сам проявляет себя как неактивный.



РНК-интерференция – механизм подавления экспрессии гена в результате комплементарного соединения малой интерферирующей РНК (miRNA и/или siRNA) с иРНК, подлежащей трансляции, и разрушение последней рибонуклеазами.

  • РНК-интерференция – механизм подавления экспрессии гена в результате комплементарного соединения малой интерферирующей РНК (miRNA и/или siRNA) с иРНК, подлежащей трансляции, и разрушение последней рибонуклеазами.









Метилирование ДНК заключается в присоединении метильной группы к цитозину в комплементарной паре Ц-Г. Возникает репрессия транскрипции метилцитозин-связывающими белками.

  • Метилирование ДНК заключается в присоединении метильной группы к цитозину в комплементарной паре Ц-Г. Возникает репрессия транскрипции метилцитозин-связывающими белками.

  • Влияние метилирования ДНК на структурно-функциональную организацию хроматина имеет большое значение для развития организма. Например, отсутствие метилцитозин-связывающего белка 2 (MeCP2) приводит к развитию у человека синдрома Ретта, характеризующегося психоневрологическими нарушениями и умственной отсталостью.

  • Установлено, что количество метилированных остатков цитозина возрастает с увеличением размера генома и прямо пропорционально сложности организма.



Конъюгация – целенаправленная передача ДНК одним организмом другому.

  • Конъюгация – целенаправленная передача ДНК одним организмом другому.

  • Трансформация – захват клеткой «чужой» ДНК из внешней среды.

  • Трансдукция – горизонтальный перенос ДНК в составе вирусов, плазмид и МГЭ.

  • Перенос в симбиотических системах при физическом контакте клеток.

  • «Случайное» включение генов других организмов в ходе реапарации разрывов молекулы ДНК.

  • Половой процесс.



Один из способов горизонтального обмена генами – вирусный перенос.

  • Один из способов горизонтального обмена генами – вирусный перенос.





Ретровирусы могут переносить клеточные последовательности.

  • Ретровирусы могут переносить клеточные последовательности.

  • Гены ретровируса, встроившегося в геном предка узконосых обезьян свыше 40 млн. лет назад, экспрессируются в плаценте обезьян и человека:

  • управление слияния

  • клеток наружного

  • слоя плаценты

  • (симпласт);

  • защита эмбриона

  • от иммунной

  • системы матери;

  • защита эмбриона

  • от вирусных атак

  • путем блокирования

  • рецепторов клеточной

  • поверхности.





Роль ретротранспозонов:

  • Роль ретротранспозонов:

  • Перемещение ретротранспозонов по геному создает нестабильность (пластичность) наследственного материала;

  • Увеличение частоты мутирования генов;

  • Повышение уровня полиморфизма (увеличение частоты транслокаций в стрессовых ситуациях – рецепторы стресса);

  • Ген фермента (рибозим/энзим) теломеразы;

  • Ген фермента транспозазы и его производные – гены семейства белков RAG (иммуноглобулины);

  • Ген PEG10 – один из генов, обеспечивающих развитие плаценты (приобретен предками плацентарных около 60 млн лет назад), обусловливает удлинение эмбрионального развития – увеличение размеров мозга.





Роль транспозонов:

  • Роль транспозонов:

  • Перестройка генома хозяина



Роль транспозонов:

  • Роль транспозонов:

  • Деятельность в роли генов транскрипционных факторов (ТФ);

  • Гены ТФ (THY3 и FAR1) транспортных белков фитохрома А (регулятор цветения)у Арабидопсиса;

  • Более 16% регуляторных последовательностей – участки МГЭ.



Ретропсевдогены (псевдогены) представляют собой ДНК-копию иРНК, возникшую в результате обратной транскрипции, интегрированную в геном. Отсутствие промотора в подавляющем большинстве случаев препятствует траскрипции.

  • Ретропсевдогены (псевдогены) представляют собой ДНК-копию иРНК, возникшую в результате обратной транскрипции, интегрированную в геном. Отсутствие промотора в подавляющем большинстве случаев препятствует траскрипции.

  • Роль ретропсевдогенов:

  • Не изучена;

  • Нет промоторов;

  • Эволюционный тупик.











У возбудителя проказы Mycobacterium leprae, также как и у возбудителя чумы, при формировании современного генома имели место редукционные события двух типов: утраты функции генов за счёт их превращения в псевдогены и полной потери определённых сегментов генетического материала. Сравнение проводили с ближай-шим генетическим родственником — возбудителем туберкулёза Mycobacterium tuberculosis. Согласно расчёту, возбудитель проказы в ходе редуктивной эволюции потерял около 2000 генов.

  • У возбудителя проказы Mycobacterium leprae, также как и у возбудителя чумы, при формировании современного генома имели место редукционные события двух типов: утраты функции генов за счёт их превращения в псевдогены и полной потери определённых сегментов генетического материала. Сравнение проводили с ближай-шим генетическим родственником — возбудителем туберкулёза Mycobacterium tuberculosis. Согласно расчёту, возбудитель проказы в ходе редуктивной эволюции потерял около 2000 генов.

  • В геноме человека выявлено более 50 генов, аналоги которых активно экспрессируются у шимпанзе и других человекообразных обезьян. Среди них ген MYH16, принимающий участие в развитии жевательной мускулатуры. По мнению некоторых ученых это явилось одним из моментов, способствующих увеличению мозгового черепа и, следовательно, мозга.

  • Гены and1 и and2 обнаружены у костных рыб, а также у слоновой акулы (Callorhinchus milii) – древней хрящевой рыбы. Существование гена, кодирующего актинодин, у слоновой акулы показывает, что это древнее семейство генов позвоночных, которое у надкласса четвероногих исчезло или очень сильно изменилось.

  • У наземных позвоночных таких генов просто нет. Из этого ученые сделали вывод, что гены имеют древнее происхождение, а в процессе выхода рыб на сушу утрачены за ненадобностью.



У более высокоорганизованных групп живых организмов в большей степени изменяется сам процесс реализации наследственной информации. В результате различного соединения экзонов он дает разные по последовательности нуклеотидов иРНК, синтезированные на одном и том же гене. Такие иРНК транслируются в неодинаковые белки – разные признаки. При изучении процессов реализации наследственной информации оказалось, что у круглого червя C.elegans альтернативный сплайсинг характерен лишь для 20% генов, в то время как у человека примерно 94% генома реализуется с участием этого процесса.

  • У более высокоорганизованных групп живых организмов в большей степени изменяется сам процесс реализации наследственной информации. В результате различного соединения экзонов он дает разные по последовательности нуклеотидов иРНК, синтезированные на одном и том же гене. Такие иРНК транслируются в неодинаковые белки – разные признаки. При изучении процессов реализации наследственной информации оказалось, что у круглого червя C.elegans альтернативный сплайсинг характерен лишь для 20% генов, в то время как у человека примерно 94% генома реализуется с участием этого процесса.







мутационный процесс - постоянно действующий источник наследственной изменчивости.

  • мутационный процесс - постоянно действующий источник наследственной изменчивости.

  • Гены мутируют с определенной частотой. Подсчитано, что в среднем одна из 100 тыс. - 1 млн гамет несет вновь возникшую мутацию в определенном локусе. Поскольку одновременно мутируют многие гены, то 10-15% гамет несут те или иные мутантные аллели. Поэтому природные популяции насыщены самыми разнообразными мутациями.





Похожие:

Сопровождающееся: Сопровождающееся icon— это противозаконное завладение человеком, сопровождающееся лишением его свободы. — это противозаконное завладение человеком, сопровождающееся лишением его свободы
Захват может совершаться различными способами: тайным, открытым, насильственным, ненасильственным
Сопровождающееся: Сопровождающееся iconПравила терапии гипертоничсеких кризов Особенности лечения гипертонических кризов в особых клинических ситуациях
Повышение ад, сопровождающееся появлением или значительным усугублением клинической симптоматики, свидетельствующей о повреждении...
Разместите кнопку на своём сайте:
hnu.docdat.com


База данных защищена авторским правом ©hnu.docdat.com 2012
обратиться к администрации
hnu.docdat.com
Главная страница