Организация генома эукариот

Эукариоты. Геном эукариот.

Количественные особенности генома эукариот

Главная количественная особенность генетического материала эукариот – наличие избыточной ДНК. Этот факт легко выявляется при анализе отношения числа генов к количеству ДНК в геноме бактерий и млекопитающих. Если средний размер гена бактерий 1500 пар нуклеотидов (п.н.), а длина кольцевой молекулы ДНК хромосомы Е. coli и В. subtilis составляет свыше 1 мм, то в такой хромо­соме могут разместиться около 3 тысяч генов. Примерно такое число генов было экспериментально определено у бактерий по числу типов иРНК. Если это число умножить на средний размер гена, то получится, что около 95% генома бактерий состоит из кодирующих (генных) последовательностей. Остальные 5%, по-видимому, заняты регуляторными элементами. Иная картина наблюдается у эукариотических организмов. Например, у человека насчитывают приблизительно 50 тысяч генов (имеется в виду только суммарная длина кодирующих участков ДНК – экзонов). В то же время размер генома человека 3× 10⁹ (три миллиарда) п.н. Это означает, что кодирующая часть его генома составляет всего 15…20 % от тотальной ДНК. Существует значитель­ное число видов, геном которых в десятки раз больше ге­нома человека, например некоторые рыбы, хвостатые амфибии, лилейные. Избыточная ДНК характерна для всех эукариот. В этой связи необходимо подчеркнуть не­однозначность терминов генотип и геном. Под генотипом следует понимать совокупность генов, имеющих фенотипическое проявление, тогда как понятие генома обозначает количество ДНК, находящееся в гаплоидном наборе хро­мосом данного вида.

15. Функциональная классификация генов (структурные, регуляторы, модуляторы). Гены об­щеклеточных функций («домашнего хозяйства») и гены специфических функций («рос­коши»). Конститутивные и регулируемые гены.

По функциональному значению различают структурные гены, характеризующиеся уникальными последовательностями нуклеотидов, кодирующих свои белковые продукты, которые можно идентифицировать с помощью мутаций, нарушающих функцию белка, и регуляторные гены — последовательности нуклеотидов, не кодирующие специфические белки, а осуществляющие регуляцию действия гена (ингибирование, повышение активности и др.).

Гены домашнего хозяйства (англ. Housekeeping gene) — это гены, которые экспрессируются во всех клетках (или практически во всех тканях и клетках) организма на относительно постоянном уровне.

Гены домашнего хозяйства используют в качестве стандарта (нормализатора) при полимеразной цепной реакции, поскольку предполагается, что на их экспрессию не влияют условия эксперимента.

К наиболее распространенным генам домашнего хозяйства относятся:

· Актин

· GAPDH

· альдолаза

· гексокиназа

· циклофиллин

· Гипоксантин-гуанин фосфорибозилтрансфераза