Multigen oilalar, str-markerlar, filogenetik shajara, gaplotip haqida tushuncha

MULTIGEN OILALAR, STR-MARKERLAR, FILOGENETIK SHAJARA, GAPLOTIP HAQIDA TUSHUNCHA.
Multigen oilalar va gen klasterlari
Ko'p eukaryotik genlar bir nechta nusxada topilgan. Ulardan ba'zilari rivojlanish bilan tartibga solinadi, masalan HOXgen klasterlari va globin gen klasterlari.
multigen oila o'xshash oqsillarni kodlaydigan o'xshash ketma-ketlikning bir nechta genlarini o'z ichiga oladi; masalan. globin genlari (3.30-rasm). Globin genlari rivojlanishning turli davrlarida ifodalanadi. Rivojlanishni ifodalash tartibi ularning xromosoma bo'ylab tartibi bilan bir xil, masalan. e-globin geni erta embrion qizil hujayralarida, g-globin geni xomilalik qizil hujayralarda yuqori darajada, b-globin geni esa tug'ilgandan keyin qizil hujayralarda namoyon bo'ladi. Keyinchalik ko'rib turganimizdek, bu ularning klasterning 5' oxirida joylashgan dominant boshqaruv elementidan, Lokusni boshqarish mintaqasidan masofasi bilan bog'liq.
Boshqa ko'p genli oilalarga gistonlarni, immunoglobulinlarni, aktinlarni, siklinlarni, siklinga bog'liq protein kinazlarni va rRNKlarni kodlaydiganlar kiradi. Ushbu oilalarning ba'zilari gen klasterlarida bog'langan, ammo boshqalari genom atrofida tarqalgan. Genlarning bir nechta nusxalariga ega bo'lish eukaryotik genomlardagi istisnolardan ko'ra ko'proq qoida bo'lishi mumkin.
Ko'p genli oilalarni ochib beradigan eksperimental usullarga quyidagilar kiradi.
Muayyan turdagi proteinni tozalash va tahlil qilish, masalan. gemoglobinlar, immunoglobulinlar va ko'plab fermentlar; heterojenligini aniqlashi mumkin. Keyinchalik tozalash (xromatografiya va elektroforez orqali) va ketma-ketlik kuzatilgan heterojenlik o'xshash, ammo bir xil bo'lmagan oqsillarning natijasi ekanligini ko'rsatishi mumkin va bu o'xshash oqsillar o'xshash ketma-ketliklarga ega bo'lgan bir nechta genlar, ya'ni multigen oilasi tomonidan kodlangan degan xulosaga kelish mumkin.
Klonlangan genomik DNK kutubxonasini skrining natijasida olingan klonlarning tahlili bir nechta tegishli ketma-ketliklarni aniqlashi mumkin., har biri o'ziga xos cheklash xaritasiga ega. Ko'p hollarda bular multigen oilasini o'z ichiga olgan turli, o'zaro bog'liq genlarning klonlari
Cheklov bilan ajratilgan genomik DNKning janubiy blot-gibridizatsiyasi genlarning bir nechta nusxalarini, oddiygina gibridlangan dog'dagi bir nechta chiziqlar kabi aniqlashi mumkin. Jami genomik DNKdan hosil bo'lgan fragmentlar soni jelda hal qilish uchun juda ko'p bo'lsa-da, membranaga o'tkazilgandan so'ng, ma'lum bir bo'laklarni ma'lum bir zond bilan duragaylash orqali ko'rish mumkin. Gibridlashuvchi fragmentlar soni taxminan tegishli genlarning nusxalari soni bilan bog'liq. Ba'zi genlar cheklash fermenti tomonidan parchalanib, bir nechta tasma hosil qiladi, biroq ba'zi bo'laklar bir nechta genlarga ega bo'lishi mumkin. Tegishli genlar sonining haqiqiy o'lchovi batafsilroq cheklovlar xaritalash yoki ketma-ketlikdan kelib chiqadi.
Genomik DNK va genomik DNK klonlarining blot-gibridizatsiyasi tahlili, genlarning ko'p nusxalari mavjudligini ko'rsatadi. Quyon genomik DNKsini o'z ichiga olgan bir-birining ustiga tushadigan klonlar to'plami hazm qilindi va agaroz jelida (panel A) ishga tushirildi, membranaga o'ralgan va embrion gemoglobin genlarini aniqlaydigan radioyorliqli zond bilan gibridlangan va rentgen plyonkasiga ta'sir qilgan. Olingan avtoradiogramma B panelida ko'rsatilgan. Panel C xuddi shu zond yordamida quyon umumiy genomik DNKsining blot-gibridizatsiya tahlili natijalarini ko'rsatadi. Xuddi shu qatorlarning ko'pchiligi klonlangan DNKda bo'lgani kabi ko'rinadi, bu bir nechta gibridlashuvchi bo'laklarning mavjudligini tasdiqlaydi. Parchalarni xaritalash ularning alohida genlarni ifodalashini ko'rsatdi.
Ba'zida evolyutsiya jarayonida genlarning bir nechta nusxalari deyarli bir xil bo'lib qoladi: masalan. rRNK genlari, giston genlari, a‑globin genlari (primatlarda). Bunday hollarda bir nechta nusxalar mavjud birgalikda rivojlanayotgan(kelishilgan evolyutsiya).
ketma-ketlik farqlari
Inson: A | A | A | inson genlari orasida: 1%
inson va shimpanz o'rtasida 5%
Shimpanze: A | A | A | shimpanze genlari orasida: 1%
shimpanze va maymun o'rtasida 10%
Maymun: A | A | A | maymun genlari orasida: 1%
Har uchala primatda ham 3 A gen bo'lganligi sababli, umumiy ajdodda 3 ta gen bo'lgan degan xulosaga keldik (ko'paytirishlar turlanish hodisalaridan oldin sodir bo'lgan). Agar inson va shimpanziya ajralib ketganidan keyin A genlari 5% ga ajralgan bo'lsa, nega odamdagi (masalan,) A genlari ham bir-biridan 5% ga ajralmagan? Ular inson va shimpanze xromosomalaridan ham uzoqroq uzoqroq bo'lishdi! Tur ichidagi A genlari "bir-biri bilan gaplashadi" yoki birgalikda rivojlanadi yoki birgalikda rivojlanadi.
Ko'p genli oilada ketma-ketlik bir xilligi genlarning yaqinda kuchaytirilishi tufayli yuzaga kelishi mumkin (3.32-rasm, 1-qism). Bunday holda, genlar ketma-ketlikda o'zgaruvchanlikni to'plash uchun bir-biridan etarlicha uzoq vaqt ajratilmagan. Boshqa ko'p genli oilalar uzoq vaqtdan beri mavjud bo'lib kelgan, ammo ajralish uchun keng imkoniyatlarga qaramay, ketma-ketlik bir xilligini saqlaydi. O'xshashlikni saqlaydigan ikkita mexanizm ko'rilgan. Birinchisi, teng bo'lmagan o'tishning bir nechta raundlari. 3.32-rasm, 2-qismda ko'rsatilganidek, takroriy genlarning kengayishi va qisqarishi genlar klasterida ustunlik qiladigan yangi variantga olib kelishi mumkin. Bir hillikni saqlashning yana bir usuli gen konvertatsiyasi homologlar o'rtasida. Yangi mutatsiya paydo bo'lganda, uni mutatsiyaga uchramagan allel bilan konvertatsiya qilish yo'li bilan olib tashlash mumkin yoki mutatsiya boshqa allelga o'tishi mumkin. Qanday bo'lmasin, ikkala allelning ketma-ketligi bir xil bo'ladi.
Ba'zida genlarning ko'payishi yoki takroriy transpozitsiyalarning mahsulotlari mutatsiyalarni to'playdi, shuning uchun ular endi ishlamaydi. Bir marta faol bo'lgan genlarning bu qoldiqlari deyiladi psevdogenlar.
Cho'zilish tugallangandan so'ng, pre-mRNK AAUAAA konsensus ketma-ketligi va GUga boy ketma-ketlik o'rtasidagi endonukleaza tomonidan parchalanadi va AAUAAA ketma-ketligi pre-mRNKda qoladi. Keyin poli-A polimeraza deb ataladigan ferment taxminan 200 A qoldiqdan iborat qatorni qo'shib, poli-A quyruq deb ataladi. Ushbu modifikatsiya pre-mRNKni degradatsiyadan qo'shimcha himoya qiladi va transkript uchun zarur bo'lgan hujayra omillarining sitoplazmaga eksporti haqida signal beradi.
Eukaryotik genlar oqsil kodlash ketma-ketligiga mos keladigan ekzonlardan iborat.sobiqborligini bildiradi masalanbosilgan) va intintronlar deb ataladigan ketma-ketliklar (int-ron ularni bildiradi intervening roli), genlarni tartibga solishda ishtirok etishi mumkin, lekin qayta ishlash jarayonida pre-mRNKdan chiqariladi. mRNKdagi intron ketma-ketligi funktsional oqsillarni kodlamaydi.
Intronlarning kashfiyoti 1970-yillarda tadqiqotchilarni hayratda qoldirdi, ular prokaryotlarda kuzatilganidek, pre-mRNKlar qo'shimcha ishlov bermasdan oqsil ketma-ketligini aniqlaydi deb kutgan. Yuqori eukariotlarning genlari ko'pincha bir yoki bir nechta intronlarni o'z ichiga oladi. Ushbu hududlar tartibga soluvchi ketma-ketliklarga mos kelishi mumkin, ammo genda ko'p intronlarga ega bo'lish yoki juda uzun intronlarga ega bo'lishning biologik ahamiyati aniq emas. Intronlar gen ekspressiyasini sekinlashtirishi mumkin, chunki pre-mRNKlarni ko'p intronlar bilan transkripsiya qilish ko'proq vaqt talab etadi. Shu bilan bir qatorda, intronlar evolyutsiya davomida qadimgi genlarning sintezidan qolgan funktsional bo'lmagan ketma-ketlik qoldiqlari bo'lishi mumkin. Buni alohida ekzonlar ko'pincha alohida oqsil bo'linmalari yoki domenlarini kodlashi bilan tasdiqlanadi. Ko'pincha, intronlarning ketma-ketligi oqsil mahsulotiga ta'sir qilmasdan mutatsiyaga uchragan bo'lishi mumkin.
Protein sintezidan oldin barcha pre-mRNK intronlari to'liq va aniq olib tashlanishi kerak. Agar jarayon hatto bitta nukleotid tomonidan ham xatoga yo'l qo'yilsa, qayta qo'shilgan ekzonlarning o'qish ramkasi siljiydi va natijada olingan protein disfunktsiyali bo'ladi. Intronlarni olib tashlash va ekzonlarni qayta ulash jarayoni splayslash deb ataladi ([2-rasm]). Pre-mRNK hali yadroda bo'lganda intronlar olib tashlanadi va parchalanadi. Bog'lanish ketma-ketlikka xos mexanizm orqali sodir bo'ladi, bu intronlarning olib tashlanishini va ekzonlarning bitta nukleotidning aniqligi va aniqligi bilan qayta ulanishini ta'minlaydi. Pre-mRNKlarning birlashishi spliceosomalar deb ataladigan oqsillar va RNK molekulalarining komplekslari tomonidan amalga oshiriladi.
Pre-mRNK qo'shilishi birlamchi RNK transkripsiyasidan intronlarni aniq olib tashlashni o'z ichiga oladi. Bog'lanish jarayoni oqsillar va snRNKlar deb ataladigan RNK molekulalaridan tashkil topgan spliceosomalar deb ataladigan oqsil komplekslari tomonidan katalizlanadi. Spliceosomalar intronning 5′ va 3′ uchidagi ketma-ketlikni taniydilar.
Bog'lanishdagi xatolar saraton va boshqa inson kasalliklari bilan bog'liq. Qanday turdagi mutatsiyalar birlashma xatolariga olib kelishi mumkin? Agar ulanishda xatolar yuzaga kelsa, turli xil natijalar haqida o'ylab ko'ring.
E'tibor bering, 70 dan ortiq individual intronlar mavjud bo'lishi mumkin va ularning har biri bitta, tarjima qilinadigan mRNK molekulasini yaratish uchun - 5′ yopilish va poli-A dumining qo'shilishidan tashqari birlashma jarayonidan o'tishi kerak.
Ushbu veb-saytda RNKni birlashtirish paytida intronlar qanday olib tashlanishini ko'ring.