Перестройки генома в онтогенезе

генов
У прокариот нет некоторых этапов онтогенеза: эмбриогенеза и дифференцировки
Вывод: регуляция

деятельности генов значительно проще ,чем у эукариот.
Однако, у бактерий при образовании спор в неблагоприятных условиях- происходят сложные перестройки генома.

условиях,
но необходимые для образование спор.

Эти гены в обычных условиях «разорваны» — в них вставлены участки ДНК длиной в несколько десятков тысяч пар оснований, в результате чего эти гены работать не могут. Когда возникает необходимость, внутренние участки с точностью до одного нуклеотида вырезают специальным ферментом и происходит восстановление рамки считывания гена.

атмосферный азот до аммиака. Но кислород для него является ядом,

поэтому фиксация азота происходит специальными толстостенными клетками, куда кислород не проникает. Ген нитрогеназы восстанавливается и может транскрибироваться только в этих специализированных клетках путем вырезания участков ДНК.

клетки используют только небольшую часть генетической информации, содержащейся в ДНК.

Остальная часть генома оказывается «лишней».
Во многих случаях эта «лишняя» ДНК просто удаляется из клетки — происходит перестройка генома.
У некоторых червей и членистоногих генетический материал полностью сохраняется только в генеративных клетках.
У лошадиной аскариды, например, в ходе эмбрионального развития происходит удаление части ДНК.

Перестройка генома у эукариот

всего две крупные хромосомы. В ходе дробления в бластомере зародыша

эти огромные хромосомы распадаются на множество фрагментов. Оставшиеся фрагменты становятся самостоятельными маленькими хромосомами. В результате в соматических клетках остается всего около 15%генетического материала, который содержит все гены ,необходимые для нормального развития и функционирования. В тех клетках, из которых будут развиваться гаметы, остаются две большие хромосомы с полной генетической информацией.

— стадия двух бластомеров; Б — стадия четырех бластомеров.

1 — клетки — предшественники половых клеток;
2 — клетки — предшественники соматических клеток;
3 —удаляемая ДНК

соматические и генеративные дифференцируются не клетки, а ядра, причем в

соматическом ядре удаляется большая часть ДНК –до 95%.

мРНК и, следовательно, его гены не экспрессируются. При

созревании макронуклеуса происходят сложные перестройки генома, именно с генов, содержащихся в этом ядре, считываются почти все мРНК; следовательно, именно макронуклеус «управляет» синтезом всех белков в клетке. Туфелька с удаленным или разрушенным микронуклеусом может жить и размножаться бесполым путем, однако теряет способность к половому размножению. При половом размножении макронуклеус разрушается, а затем заново восстанавливается из диплоидного зачатка.

меньших масштабах.
Например, при дифференцировке кроветворных клеток в

эритроциты из них полностью удаляется ядро вместе с ДНК.
Тромбоциты также не содержат ДНК.
Нет ядра и в клетках, из которых состоит хрусталик глаза.

выключения части генома, но и, наоборот, для включения генов.
Наиболее сложные

изменения генома происходят у млекопитающих при формировании механизмов иммунитета (образование антител).

легких и двух тяжелых полипептидных цепей. Каждая из

этих четырех цепей состоит из двух участков- неизменяемого, одинакового у всех молеукул, и вариабельного, изменяемого, различающегося у разных антител.

/ — неизменяемая часть молекулы; 2 — вариабельная часть молекулы; 3 — тяжелая цепь; 4 — легкая цепь; 5 — участок связывания антигена (активный центр)

антигеном. Поэтому пространственная структура активного центра создает необычайное разнообразие антител, которое

может достигать нескольких миллионов. Геном же млекопитающих содержит всего несколько десятков тысяч генов.

/ — неизменяемая часть молекулы; 2 — вариабельная часть молекулы; 3 — тяжелая цепь; 4 — легкая цепь; 5 — участок связывания антигена (активный центр)

генов иммуноглобулинов нет, а есть только их отдельные участки. Отдельные

участки лежат на некотором расстоянии друг от друга. При созревании клеток- предшественниц лимфоцитов происходит «сборка» генов из имеющихся «заготовок». Специальные ферменты удаляют последовательности нуклеотидов между блоками вместе с некоторыми блоками, а оставшиеся блоки сшиваются вместе. Выбор блоков, которые будут удалены, происходит случайно.

кодирующих легкие и тяжелые цепи иммуноглобулинов.
Для каждой из цепей

возможно более тысячи вариантов сочетания блоков.
Поскольку гены для легкой и тяжелой цепей реплицируются независимо друг от друга, число сочетаний блоков в одной молекуле превышает несколько миллионов.
Мутационный процесс создает дополнительный источник разнообразия структуры антител. Лимфоцит с уже готовыми собранными генами может синтезировать несколько различных антител. Поэтому для каждого поступающего в организм антигена находится лимфоцит, синтезирующий подходящее антитело, даже если организм с ним ранее не встречался.

элементов (МГЭ) –в настоящее время относят к мутациям.
Б. Мак

Клинток -лауреат Нобелевской премии , в результате генетических исследований кукурузы обнаружила возможность перемещения некоторых участков хромосом с одной хромосомы на другую. При этом изменялось функционирование генов, расположенных рядом с перемещенным участком.
Установлено, что перемещаться могут не любые участки хромосом, а имеющие определенную структуру.
Мобильные генетические элементы обнаружены у всех живых организмов.
У эукариот они могут составлять до 50% всего генома клетки.

генома.
Существует несколько классов мобильных элементов генома, отличающихся по строению и

способу перемещения:
Транспозоны, например, Tn5;
Инсерционные элементы, например, IS1603;
ДНК-транспозоны;
Ретротранспозоны.
Плазмиды, например, половой фактор кишечной палочки (F-плазмида);
Бактериофаги, например, Mu, интегрирующиеся случайно в участки генома;
Интроны второй группы.

мутации в генетическом материале организма хозяина и понижая его приспособленность

за счёт траты энергии на репликацию и синтез белков паразита, но они являются важным механизмом изменчивости и обмена генетическим материалом между организмами одного вида и разными видами.

происходят запрограммированные и незапрограммированные перестройки генома? Чем они отличаются?
Почему любой

организм может ответить синтезом антител на попадание в него любого антигена?
Для чего сохраняются две большие хромосомы в зародышевых клетках аскариды, если в них нет генов, нужных для развития и функционирования организма?