genome và sự hoạt động của gen

CHƯƠNG Genome hoạt động gene 1.1 Cấu trúc genome n  DNA mã hóa n  DNA không mã hóa n  RNA mã hóa (Coding RNA) n  RNA không mã hóa (Non-coding RNA) n  Gene giả (Pseudogene) n  Các cấu trúc lặp lại genome n  Bản chất phân tử yếu tố di truyền vận động: gene nhảy n  SNPs (đa hình nuleotide đơn) n  Lặp gene, sở tiến hóa Where am I? Giải mã genome Genomics ? n  Genomics ngành di truyền học liên quan đến việc nghiên cứu genome sinh vật n  Nghiên cứu genome bao gồm việc xác định trình tự genome sinh vật lập đồ gene n  Nghiên cứu genome liên quan đến tượng: ưu lai, tương tác át chế, tính đa hiệu gene tương tác gene allele gene khác genome Eukaryote genome http://www.scfbio-iitd.res.in/tutorial/geneticorganization.html Sự khác biệt cấu trúc genome tế bào prokaryote eukaryote So sánh cấu trúc genome prokaryote eukaryote Watson (2004) Molecular biology of the gene So sánh mật độ gen NST sinh vật khác (1 vùng DNA genome có chiều dài 65 kb) Số lượng gen mã hóa bên đơn vị chiều dài DNA giảm dần mà tính phức tạp sinh vật tăng lên 10 51 Lớp 52 Miniature Inverted-repeat Transposable Elements (MITEs) 5' GGCCAGTCACAATGG ~400 CCATTGTGACTGGCC 3' 3' CCGGTCAGTGTTACC ~400 GGTAACACTGACCGG 5' Có khoảng 100,000 trình tự MITEs genome lúa biết MITEs tồn genome người, ếch, số loài thực vật Retrotransposon 54 Retrotransposons 55 Retrotransposons ►  Phương thức lặp lại theo kiều “retrotransposons” thông qua trung gian RNA làm tăng số copy à dẫn đến tăng kích thước genome ►  Retrotransposon gây đột biến cách chèn vào bên cạnh bên gene đoạn DNA ►  Hơn nữa, retrotransposon-gây đột biến thường tương đối ổn định, trình tự vị trí chèn giữ lại chúng chuyển thông chế chép 56 Các trình tự lặp lại trải khắp genome (interspersed repeat) ►  SINES (Short Interspersed Elements) trình tự DNA ngắn ([...]... tự 34 Gene giả (Pseudogene)̉ Về mặt tiến hóa: Homology n  Cùng có tổ tiên chung với các gene đang hoạt động n  Có ý nghĩa trong việc phân tích nguồn gốc tiến hóa n  35 Nguồn gốc gene giả (Pseudogene) 1 Retrotransposed pseudogenes: •  Các yếu tố lặp lại chẳng hạn LINES ở người có vai trò trong việc phiên mã ngược một phần của mRNA thành DNA rồi chèn vào NST •  Khi các gene giả được đưa vào genome, ... mRNA đích Kết quả thường dẫn đến làm gene không hoạt động (không có sản phẩm gene) •  Genome người có khoảng hơn 1000 miRNAs phân bố ở nhiều loại tế bào Mỗi loại miRNA có thể ức chế hoạt động của hàng trăm mRNA •  MiRNA có tính bảo thủ cao ở các sinh vật eukaryote, được cho là có vai trò sống còn liên quan đến quá trình điều hòa biểu hiện gen 23 Kiểm soát hoạt động gene bởi miRNA 24 Nguồn gốc miRNA 25... tham gia vào quá trình epigenetic và làm câm gene (khi gene chuẩn bị dịch mã) 29 Long non-coding RNA n  n  n  Long non-coding RNAs: có chiều dài >200 nt Long ncRNA có tính bảo thủ thấp Tham gia vào quá trình điều hòa biểu hiện gene (cơ chế chưa rõ) 30 http://www.scfbio-iitd.res.in/tutorial/geneticorganization.html 31 Gene giả (Pseudogene) n  Là những thành phần có mối liên hệ với các gene (relatives)... cứu của David Baulcombe (England) Công bố trên Science Tiêu đề: "A species of small antisense RNA in posttranscriptional gene silencing in plants“ 26 27 Off-targeting •  SiRNA chỉ tác động đến duy nhất gene quan tâm •  SiRNA không ảnh hưởng đến hoạt động của các gene khác ngoài gene đích •  Sàng lọc dựa vào thư viện cDNA (dbEST) 28 Piwi-interacting RNA (piRNA) •  piRNA được biểu hiện ở tế bào động. .. cho các RNA (ví dụ rRNA pseudogene) 33 Đặc điểm của gene giả (Pseudogene) n  Có tính tương đồng (homology) do trình tự gần như giống với các gene đang hoạt động (so sánh trình tự alignment khoảng từ 40 – 100%) n  Bị lỗi bởi một trong những giai đoạn (phiên mã, xử lý premRNA, dịch mã, cải biến sau dịch mã (folding)) n  Phần lớn: stop codon, frameshift n  Các pseudogenes của các RNA thường rất dễ phát... hóa 11 RNA mã hóa n  Định nghĩa: Gene mã hóa cho mRNA n  Khái niệm: 1 gene 1 mRNA 1 gene nhiều mRNA 12 Protein coding gene n  Allele: Trạng thái tồn tại khác nhau của 1 gene n  Locus: Vị trí tồn tại của một hoặc nhiều allele trên NST n  Allele trội, allele lặn: Sự tương tác về mức độ biểu hiện giữa các allele 13 RNA không mã hóa (non-coding RNA) Định nghĩa: Gene mã hóa cho các phân tử RNA ngoại... những thành phần có mối liên hệ với các gene (relatives) nhưng mất đi khả năng mã hóa cho các protein hoặc không được biểu hiện 32 Gene giả (Pseudogene) n  Có thể không có introns hoặc promoter (những bản copy của mRNA kết hợp vào NST) n  Hầu hết có các đặc điểm của gene như: promoter, CpG island và các vị trí phân cắt (intron junction) Nguyên nhân là do mất khả năng mã hóa protein (premature... 80S 50S (5S; 23S) 60S (5S; 5,8S; 28S) 30S (16S) 40S (18S) 19 Small nuclear RNA (snRNA) •  snRNA là một lớp của các phân tử RNA nhỏ tìm thấy ở trong nhân của eukaryote snRNA được phiên mã bởi RNA pol II •  snRNA liên quan đến quá trình loại bỏ intron khỏi các pre-mRNA (hn RNA), điều hòa phiên mã và duy trì các telomere •  Các snRNA thường kết hợp với các protein để tạo thành phức hợp snRNP (small nuclear... biến hóa học của các RNA khác, chủ yếu là rRNA, tRNA và snRNA •  Có 2 nhóm snoRNA: C/D box snoRNA: liên quan đến quá trình methyl hóa H/ACA box: liên quan đến quá trình pseudouridyl hóa 22 miRNA •  MicroRNAs (miRNAs) là các phân tử RNA có chiều dài trung bình 22 nucleotide •  miRNA là các yếu tố điều hòa sau phiên mã Các miRNA gắn bổ sung với các trình tự ở vùng không được dịch mã (3' UTRs) của phân tử... RNA (siRNA) Piwi-interacting RNA (piRNA) Long non-coding RNA (long ncRNA) 14 Noncoding RNA 15 RNA không mã hóa 16 tRNA •  Ở Eukaryote, tRNAs được phiên mã bởi RNA polymerase III (pretRNA) •  Pre-tRNA của eukaryote được cải biến ở trong nhân (cắt, loại bỏ intron) tRNA prokaryote có khả năng cải biến (self-splice) 17 Codon bias n  Định nghĩa: Xu hướng sử dụng một số bộ mã nhất định cho một số amino ... Where am I? Giải mã genome Genomics ? n  Genomics ngành di truyền học liên quan đến việc nghiên cứu genome sinh vật n  Nghiên cứu genome bao gồm việc xác định trình tự genome sinh vật lập đồ... cấu trúc genome tế bào prokaryote eukaryote So sánh cấu trúc genome prokaryote eukaryote Watson (2004) Molecular biology of the gene So sánh mật độ gen NST sinh vật khác (1 vùng DNA genome có... sinh vật lập đồ gene n  Nghiên cứu genome liên quan đến tượng: ưu lai, tương tác át chế, tính đa hiệu gene tương tác gene allele gene khác genome 7 Eukaryote genome http://www.scfbio-iitd.res.in/tutorial/geneticorganization.html