Презентация на тему ДНК - ИНСТИТУТ МОЛЕКУЛЯРНОЙ

остатков трех веществ:

Строение нуклеотида
Азотистые
основания:
- Аденин;
- Гуанин;
- Цитазин
- Тимин
Углевод:
- Дезоксирибоза
Остаток

фосфорной кислоты (ФК)

Под первичной структурой нуклеиновых кислот понимают порядок, последовательность расположения мононуклеотидов в полинуклеотидной цепи ДНК.

и Ф.Крик предложили модель структуры ДНК. При постоении стуктуры

ученые основывались на 4 группах данных:

1.ДНК представляет собой полимер, состоящий из нуклеотидов, соединенных 3`-5`- фосфодиэфирными связями.
2.Состав нуклеотидов ДНК подчиняется правилам Чаргаффа:
(A+G) = (T+C); число остатков А=Т, G=C.
3. Рентгенограммы волокон ДНК указывают на то, что молекула обладает спиральной структурой и содержит более одной полинуклеотидной цепи.
4. Стабильность структуры за счет водородных связей

2 полинуклеотидных цепей, которые закручены друг относительно друга вокруг

общей оси.
- цепи имеют антипараллельную ориентацию
- пиримидиновые и пуриновые основания уложены стопкой с интервалом 0,34 нм.
- длина витка спирали – 3,40 нм.
- стабильность цепи за счет водородных связей
- наличие комплементарных пар – основания,которые образуют пары, в которых они сочетаются водородными связями

это элементарная единица наследственной информации, представляющая собой участок ДНК
Один

и тот же ген может быть представлен различными вариантами – аллелями
Аллели (аллельные гены) – это различные варианты существования одного и того же гена (формы существования генов)
Разным аллелям одного гена соответствуют разные варианты одного и того же белка, одного и того же признака

ДНК
А
А
Ц
Г
Г
Ц
У
Г
У
У
У
А
кодоны мРНК
триплеты





2
сер
Г
Ц
Ц
А
Т
А
Т
Г
Ц
У
У


лей
мет
аминокислоты
вал
арг
тир
Т
А
Т
А
Ц
Г
Г
Ц
Г
Ц
Г
Ц
А
Т
Ц
Г
Ц
Г
А
Т
А
Т
Т
А
антикодоны ДНК
кодоны ДНК
А
Т
А
А
Г
Ц
Ц
У
Г
У
У
Г
У
А
кодоны мРНК
У
1
триплеты








стоп
мет
аминокислоты



Т
А
Т
А
Ц
Г
Г
Ц
Г
Ц
Г
Ц
А
Т
Ц
Г
Ц
Г
А
Т
А
Т
Т
А
антикодоны ДНК
кодоны ДНК
А
Т
А
А
Г
Ц
Ц
У
Г
У
У
Г
У
А
кодоны мРНК
У
5
4
3
1
триплеты









Т
А
А
Ц
Г
Г
А
Т
У
Ц
Г
Г
Ц
Г
Г
2
Аллель а0

(А)

Аллель а2
(нуль–аллель)

Г

чистом виде.
Основная часть ДНК входит в состав хроматина

и хромосом.
Хроматин – это основное вещество интерфазного ядра в период между клеточными делениями.
В состав хроматина кроме ДНК входят и другие вещества: РНК, белки (включая белки-гистоны), неорганические ионы.
При делении клетки ДНК спирализуется, и хроматин преобразуется в хромосомы – структуры, которые при делении клетки обеспечивают правильное распределение ДНК по дочерним клеткам

наследственного аппарата (генома) клетки.







.

которых лежат нарушения числа или структуры хромосом, возникающие в

гаметах родителей или на ранних стадиях дробления зиготы (оплодотворенной яйцеклетки).

Наследственные болезни

хромосомы вместо обычного (диплоидного) хромосомного набора.

Известные трисомии аутосом :

по 13-й хромосоме - синдром Патау
по 18-й хромосоме - синдром Эдвардса;
по 21-й хромосоме - синдром Дауна.

Наследственные болезни

2. Делеция
8-й и 11-й хромосомами

части длинного плеча
9- хромосомы.

заболеваний, обусловленных мутациями на
генном уровне.

Общая частота генных

болезней в популяциях людей – 2 - 4%.

В настоящее время описано более 5 тысяч таких наследственных болезней.

мутация в гене CFTR
Наследуется по аутосомно-рецессивному

типу.

- проявляется быстрым развитием атрофии зрительных нервов, которая

ведет к слепоте.

Синдром Пирсона - вялость, нарушения со стороны крови, поджелудочной железы.

локусов и внешних факторов.
Не наследуются по законам Г.

Менделя (мультифакториальные, многофакторные).

Полигенно наследуются:
некоторые злокачественные новообразования, предрасположенность к ишемической болезни сердца, сахарному диабету, артериальной гипертензии, алкоголизму, атеросклерозу.

у разных особей одного вида
Мини- и микросателлиты
представляют собой

тандемные повторы (следующие одно за другим олигонуклеотидные звенья, сходные по первичной структуре).
Размер элементарного звена
для минисателлитов – 10 нуклеотидов и более;
для микросателлитов – от 2 до 6 нуклеотидов.

Однонуклеотидные полиморфизмы представляют собой точечные замены нуклеотидов. Встречаются в среднем каждые 300-500 п.н.

генов-кандидатов
Случайные ДНК-маркеры, перекрывающие весь геном
Как минимум

ядерные семьи

Функциональный подбор ДНК маркеров

Выборки как семейные, так и популяционные

Успешны только в случае наличия выраженного главного гена заболевания

Позволяют выявлять относительно слабые эффекты

проявляющееся нарушением произвольных движений.
БОЛЕЗНЬ ПАРКИНСОНА (БП)

Выражается в следующих симптомах:
Тремор в состоянии покоя
Повышенный мышечный тонус
Пониженная двигательная активность (брадикинезия)
Шаркающая походка
Нарушение координации движений после сна

1000 населения в год
Риск развития заболевания в течении

жизни составляет 1:40

Уровень заболеваемости в зависимости от возраста составляет:
В возрасте 55–64 года – 1% популяции
В возрасте 65–74 года – 2% популяции
Старше 75 лет – 3–4% популяции

Michael J. Fox

Muhammad Ali

Pope John Paul II

Katharine Hepburn

В России, по разным данным, насчитывается от 117000 до 338000 больных БП

субстанции (substantia nigra), базальных ядрах, покрышке среднего мозга.
Когда

дегенеративные изменения затрагивают 80% дофаминэргических нейронов - начинают появляться симптомы болезни Паркинсона.

шанса заболеть к популяционному: 0.34
Результаты анализа ДНК

association study of Parkinson disease.
PMID 16252231
PMID 18781329
PMID

17019612

Hum Genet. 2008 Oct;124(3):287-8.
LRRK2 R1628P increases risk of Parkinson's disease: replication evidence.

Hum Genet. 2007 Feb;120(6):857-63.
The LRRK2 Gly2385Arg variant is associated with Parkinson's disease: genetic and functional evidence.

PMID 15642582

Arch Neurol. 2005 Jan;62(1):74-8.
A rare truncating mutation in ADH1C (G78Stop) shows significant association with Parkinson disease in a large international sample.

линии после отделения от предков неандертальцев
RPTN – кодирует белок

репетин, экспрессирующийся в коже, потовых железах, сосочках языка, волосяных сумках;
TRPMI – кодирует меластатин, белок, участвующий в пигментации кожи;
THADA – связан с диабетом второго типа, вероятно, важен в энергетическом обмене;
DYRK1A – возможно, связан с синдромом Дауна;
NRG3 – мутации в этом гене сопутствуют шизофрении;
CADPS2, AUTS2 – мутации в этих генах ассоциированы с аутизмом;
RUNX2 – мутации этого гена вызывают задержку формирования костей черепа, деформацию ключиц и грудной клетки, неправильное развитие зубов;
SPAG17 – влияет на работу жгутика сперматозоида.

of Homo sapiens
Science 28 January 2011:  vol. 331 no. 6016 392-394
                                                                                                                                   
Going back in

time.
A researcher extracts DNA from a fossil.
CREDIT: MAX PLANCK INSTITUTE FOR EVOLUTIONARY ANTHROPOLOGY

ПАЛЕОГЕНЕТИКА

2009)
Elizabeth Pennisi. Neandertal genomics: Tales of a Prehistoric

Human Genome // Science. 2009. V. 323. P. 866–871.

2010. Genetic history of an archaic hominin group from

Denisova Cave in Siberia // Nature. V. 468. P. 1053–1060.