Пошук по сайту


Рис.4. Паличкоподібна частинка - Курсова робота на тему: «Геноми, їх оргнанізації»

Курсова робота на тему: «Геноми, їх оргнанізації»

Сторінка3/4
1   2   3   4

Рис.4. Паличкоподібна частинка вірусу тютюнової мозаїки.
Цифрами позначені: (1) РНК-геном вірусу, (2) капсомер, що складається всього з одного протомера, (3) зріла ділянка капсида.

В таксономії живої природи віруси виділяються до окремого таксону Vira, створюючий в класифікації Systema Naturae 2000 разом з доменами Bacteria, Archaea і Eukaryota кореневий таксон Biota. Протягом XX століття в систематиці висувалися пропозиції про створення виділеного таксона для неклітинних форм життя (Aphanobionta Novak, 1930; надцарство Acytota Jeffrey, 1971; Acellularia), проте такі пропозиції не кодифіковано.

  1. Віруси класифікуються на ті, що містять ДНК (вірус простого герпесу) і ті, що містять РНК (вірус імунодефіциту людини).

  2. За структурою капсомерів. Ізометричні (кубічні), спіральні, змішані.

  3. За наявністю або відсутністю додаткової ліпопротеїдної оболонки

  4. За клітинами-хазяїнами

Найбільш вживана в теперішній час класифікація вірусів запропонована лауреатом Нобелівської премії Девідом Балтимором. Вона побудована на типі нуклеїнової кислоти, що використовується вірусом для переносу спадкового матеріалу, та на тому, яким шляхом відбувається її експресія та реплікація. Варто зазначити, що така класифікація не віддзеркалює філогенетичні зв'язки між видами вірусів, тому що віруси, згідно з загальноприйнятим зараз поглядом, мають механізми походження, відмінні від усіх інших організмів.

На відміну від клітинних організмів, генетична інформація яких зберігається у вигляді дволанцюгової ДНК, геном віруса може зберігатись як у вигляді дво-, так одноланцюгової нуклеїнової кислоти. При цьому цією кислотою може бути як ДНК, так і РНК, матрична форма якої (м-РНК) використовується в клітинах як проміжний продукт при трансляції генетичної інформації в процесі синтезу протеїнів. РНК-геноми вірусів можуть бути закодовані в двох протилежних напрямках: або гени розташовані в напрямку від 5'-кінця молекули до 3'-кінця (позитивний напрямок, або +полярність), аналогічно напрямку розташування генів в м-РНК в клітинах, або гени вірусного геному розташовані в протилежному напрямку (негативний напрямок, або -полярність).

ДНК-віруси

Група І — дволанцюгові ДНК-віруси (dsDNA viruses)

Група II — одноланцюгові ДНК-віруси (ssDNA viruses)

РНК-віруси

Група III — дволанцюгові РНК-віруси (dsRNA viruses)

Група IV — позитивно спрямовані одноланцюгові РНК-віруси ((+)ssRNA viruses)

Група V — негативно спрямовані одноланцюгові РНК-віруси ((-)ssRNA viruses)

ДНК- та РНК-віруси, що здійснюють зворотню транскрипцію


Група VI — одноланцюгові зворотньо-транскрипційні РНК-віруси (ssRNA-RT viruses)

Група VII — дволанцюгові зворотньо-транскипційні ДНК-віруси (dsDNA-RT viruses).
Якщо геном чи вірусну його Днк-копію (для вірусу з Рнк-геном) ввести в придатну бактеріальну плазміду і клонувати у відповідної бактеріальної клітині-хазяїні, наприклад у Escherіchіa colі, то можна одержати вірусну ДНК у кількості, достатній для її усебічного вивчення і наступного одержання продуктів вірусних генів. Аналіз нуклеотидної послідовності звичайно дозволяє встановити генетичну організацію вірусу й ідентифікувати гени, що кодують окремі антигени. Після цього можна виділити ген даного антигену і ввести його в різні системи, що забезпечують його контрольовану експресію, найчастіше дуже інтенсивну[12].

2.3. Бактеріофаг ZF40

Відносно структури ДНК фага ZF40, є підґрунтям для детального дослідження молекулярно-генетичної організації і виявлення генетичних детермінант патогенності у складі бактеріальних і фагових геномів. На основі одержаних даних можлива оцінка патогенного потенціалу E. carotovora.

Термічна інактивація бактеріофага ZF40 має двостадійний характер, який свідчить про гетерогенність популяції фага ZF40. За допомогою термічної інактивації одержано набір температуростійких мутантів clear-типу, віріонна ДНК яких має інший характер пермутації, ніж така фага ZF40 дикого типу.

Для віріонних ДНК фага дикого типу і його температуростійких clear–мутантів властива циклічна пермутація геному. Неперервний характер пермутації у фага дикого типу змінюється на дискретний у температуростійких мутантів clear-типу.

Структурна організація геному фага ZF40 є мозаїчною. Вона поєднує в собі циклічно пермутовану ДНК, упаковану в віріон Р2-типу, для якого властива упаковка за headful-механізмом.

Наслідком циклічної пермутації фагового геному є здатність фага ZF40 здійснювати загальну трансдукцію генетичних маркерів[9].
2.4. Структурно-функціональна організація геномів бакуловірусів та створення геноінженерної експресійної системи.

Узагальнюючи результати досліджень, які було виконано під керівництвом проф. І. П. Кок на вірусах ядерного поліедрозу (ВЯП) великої вощинної молі та тутового шовкопряду, необхідно відмітити, що на той час це були піонерські роботи з структури та біологічних властивостей бакуловірусних ДНК. Було встановлено, що препарати геномної ДНК є інфекційними для комах та культур клітин. Встановлено також, що макромолекулярна структура зрілого інфекційного геному вірусів ядерного поліедрозу — це дволанцюгова ковалентно замкнена суперспіральна кільцева молекула ДНК, яка не має білкових та рибонуклеотидних вставок. Кільцеві молекули вірусної ДНК гетерогенні за формою: виявлено дві форми суперспіральних ковалентно замкнених, різних за третинною структурою молекул — відкриті кільцеві форми, що складаються з двох або трьох зчеплених кільцевих молекул.

Дослідження взаємозв'язку структури і функції бакуловірусних геномів вперше дозволило виявити інфекцїйність ковалентно замкнених і відкритих кільцевих форм ДНК, лінійні молекули такого самого розміру виявились неінфекційними.

Аналіз первинної структури геномної ДНК бакуловірусів за допомогою ряду фізико-хімічних методів засвідчив відсутність блочної будови геному та унікальність нуклеотидної послідовності, що не містить значних або множинних повторів.

Логічним розвитком досліджень з молекулярної біології бакуловірусів у відділі біохімічної генетики стало визначення фізичних карт геномів вірусів ядерного поліедрозу Galleria mellonella (Gm), Bombyx mori (Вт) та Malacosoma neustria (Мп), локалізації у геномах двох з них гена поліедрину та його функціонально важливих ділянок. Виявлено нестабільність геному ВЯП та новий тип природної модифікації бакуловірусного геному. Для бакуловірусів відомо кілька типів геномних перебудов.

Результати досліджень макромолекулярної структури геному ряду бакуловірусів дозволили завершити багаторічну дискусію про морфологію бакуловірусів створенням моделі структури бакуловірусного віріону, яка дійсна й сьогодні. Отримані дані стали основою для розвитку нового напрямку — дослідження молекулярних механізмів репродукції бакуловірусів.

Інший напрямок полягає в дослідженні на різних модельних системах структурно-функціональної взаємодії гомо- та гетерологічних геномів. Одним з підходів є дослідження експресії геномів вірусів еукаріот, зокрема бакуловірусів, що дуже важливо для розуміння принципів регуляції експресії еукаріотичного геному.

Взаємодія гетерологічних геномів у системі вірус—клітина. Взаємодія вірусу та клітини призводить до виникнення нової, самостійної системи «вірус—клітина», в якій процеси синтезу та розпаду макромолекул, їхнього транспорту та функціонування визначаються властивостями двох взаємодіючих геномів. Для дослідження було обрано модельну систему вірусу ядерного поліедрозу великої вощинної молі (ВЯП Gm) та його природного хазяїна.

При дослідженні взаємодії гетерологічних геномів бакуловірусу та клітини комахи було встановлено їхній тісний функціональний зв'язок — під дією продуктів експресії геному вірусу змінилася функціональна програма геному клітини. Про це виразно свідчили зміна темпу реплікації геномної ДНК, підвищення гетерогенності клітинних РНК у процесі розвитку інфекції[8].

РОЗДІЛ 3

Геноми рослин, Водоростей

3.1. Геном папайї

Рис.5. Папая

Насьогодні повністю прочитано геноми всього п’яти рослин: арабідопсису, рису, тополі, винограду і папайї. Арабідопсис це виключно науковий об’єкт, рис і виноград як сільськогосподарський і промисловий, тополя – як перспективний промисловий об’єкт з огляду на біоенергетичне майбутнє, а от чому папайя?

Коли мова йде про успіх генетично модифікованих організмів, то приклад папайї виявиться чи не найуспішнішим. Адже генетично модифікована папайя вирощується вже понад 10 років.

Цитую статтю в Science: “Історія почалась в 1978 році, коли молодий вірусолог рослин Деніс Гонзалес повернувся відвідати свою батьківщину Гаваї. Вірус кільцюватості папайї (ring spot virus) повільно розповсюджувався по Пуні, основному регіону культивування папайї. Гонзалес вирішив стати на шляху руйнівної дії вірусу. Вже в 1992 році йому з колегами вдалось показати, що коли в папайю вбудувати ген, що кодує вірусну оболонку, то рослина набуває стійкості проти цього вірусу. Польові дослідження розпочали в квітні 1992 року. “

Останні 6 років врожай папайї знизився на половину. Індустрія папайї була на грані знищення. Але польові дослідження ГМ рослин показали разючу стійкість до вірусу: в той час, коли звичайні дерева папайї були вражені і майже безплідні, трансгенні рослини були здорові і повні фруктів. На той час вірусна інфекція папайї була великою проблемою папайного господарства в усьому світі, тому вчені і селекціонери багатьох країн негайно зацікавились досвідом Гонзалеса. В 1999 році трансгенна папайя вже проходила дослідження на Філіпінах, у В’єтнамі, на Тайвані, в Малайзії і в Таїланді. В Таїланді папайя друга по важливості культура після бананів, причому 80% споживається місцевими жителями.

Але не дивлячись на шалений успіх, зі сторони екологів з Global Justice Ecology Project лунає критика, що ГМ папайя створює економічну і екологічну загрозу для фермерів, що і надалі культивують звичайну папайю. Серед інших є також зауваження, що білок вірусної оболонки може спричиняти алергії, що можливе перепилення призведе до генетичного забруднення конвенційних сортів, а також, шо ГМ папайя більш сприйнятлива до інших хвороб.

Але досі не існує жодного доказу підвищеної алергенності. Також нема жодного доказу, що ГМ папайя більш сприйнятлива до інших хвороб. Чи можливе перепилення з конвенційними сортами папайї? Так, якщо вони ростуть поряд. Але дослідження показали, що 400 метрів відстані між полями з трансгенними і нетрансгенними рослинами достатньо, щоб подібного не траплялось взагалі.

Розшифруванням геному папайї займались 85 науковців з США та Китаю. Для прочитки був обраний саме трансгенний сорт “SunUp” з декількох причин. Виявилось, що він найбільш генетично гомогенний, бо культивується протягом 10-ти років і 25-ти поколінь. Крім того, її геном відносно маленький, всього 9 хромосом (для порівняння геном пшениці кладається з 42 хромосом). І нарешті, папайя є далеким родичем того самого арабідопсису і вони обоє належать до родини хрестоцвітих, а шляхи розійшлись близько 72 мільони років тому[12].

Порівняння геному папайї і арабідопсису показало, що геном папайї містить 25000 генів, що значно менше, ніж у арабідопсиса (31000). На відміну від арабідопсису, геном папайї містить багато генів, що кодують білки, задіяні у біосинтезі лігніну. Їх майже стільки, скільки у геномі тополі – 37.

Крім того, вчені порівняли прочитані геноми всіх п’яти рослин і дійшли висновку, що мінімальний геном квіткової рослини має містити близько 13000 генів.

3.2. Підготовка до генетичного картування виду водорості для біопалива

Зелена водорость Botryococcus braunii живе як колонія окремих клітин, що утримуються разом позаклітинним матриксомВикористання зелених водоростей для виробництва вуглеводневого палива не є новим, природа займається цим протягом сотень мільйонів років, як каже вчений з Texas AgriLife Research.



Рис.6. Вуглеводневі олії виділяються з матриксу у вигляді великих крапель.

Деварен і його колеги розробили певні основи кращого розуміння B. braunii і послідовності її геному.
Працюють зі штамом Берклі B. Braunii типу B, так названого тому, що був виділений в Університеті Каліфорнії в Берклі. Група встановила розмір геному та оцінила вміст гуанін-цитозин для типу В, обидва з яких мають важливе значення для картування повного геному, сказав він. Є також типи A та L виду B. braunii, але група їх не розглядала. Гуанін-цитозинові зв’язки є одним видом  зв’язків в парі основ, що становлять структуру ДНК. Аденін-тимін це інша можлива пара основ.

"Геноми з високим вмістом гуанін-цитозину можуть бути важкими для секвенування, і знання вмісту  гуанін-цитозину може допомогти в оцінці обсягу ресурсів, необхідних для секвенування геному", сказав Деварен.
Визначено, що розмір геному B. braunii буде 166,2 ± 2,2 млн. пар основ. Розмір геному людини становить близько 3,1 млрд. пар основ. Геном хатньої миші також близько 3 млрд пар основ. Але розмір геному B. braunii більший, ніж будь-який з інших шести раніше розшифрованих геномів зелених водоростей.
Вивчали також філогенетичне розміщення B. braunii - де ця водорость знаходиться в родинному дереві аналогічних видів водоростей. Хоча вони знали з робіт інших учених про те, що тип B B. braunii відмінний від інших типів B. braunii, залишалося питання, чи не були генетичні зразки типу B, використані в попередніх дослідженнях іншими вченими, забруднені іншими видами водоростей.

Щоб перевірити це, використовувався процес, що називається зворотньою транскрипцією, щоб виділити гени з чистої культури B. braunii типу B, а потім картували ці гени, щоб підтвердити взаємозв'язок типу В з іншими типами B. braunii.
Результати підтверджують, що первинні послідовності ДНК з Берклі, що були використані для філогенетичного розміщення, були з забруднених водоростей", сказав Деварен. "І наше дослідження розміщує тип В B. braunii в потрібному місці на водоростевому генеалогічному древі".
Фактичне секвенування геному і картування буде здійснюватися Об’єднаним Геномним Інститутом  DOE[11].
1   2   3   4

Схожі:

Курсова робота з дисципліни «загальна та неорганічна хімія» на тему: «Сірка та її сполуки»
Метою роботи є вивчення фізичних та хімічних властивостей сірки, а також її сполук

Курсова робота з дисципліни «Політична економія» на тему «світовий...
Розділ 5 Становлення І розвиток малого підприємництва в перехідній економіці України

Курсова робота з дисципліни «Політична економія» на тему «світовий...
Розділ 5 Становлення І розвиток малого підприємництва в перехідній економіці України

Курсова робота на тему антиоксидантні ферменти цнс при метаболічних розладах
Перебіг метаболічних шляхів у організмі знаходиться під постійним контролем різних регуляторних систем. Однією з таких систем, дія...

Курсова робота на тему: Екологічні аспекти геологічної діяльності людини
Щоб правильно оцінити дану ситуацію ми маємо розглядати не тільки добування, але й переробку, використання ресурсів та захоронення...

Тема: Кислоти: дія на індикатори, взаємодія з металами та їх оксидами, реакція обміну
Форми роботи: фронтальна робота, експеримент, самостійна робота, групова робота, індивідуальна робота, робота в групах

Курсова робота
Фактори росту гемопоетичних клітин є великою групою речовин, що синтезуються в організмі людини багатьма органами. Їх було відкрито...

Уроку з біології в 7 класі на тему: Листок як орган фотосинтезу....
Листок як орган фотосинтезу. Внутрішня будова листка. Лабораторна робота № Внутрішня будова листка

Дипломної педагогічної освіти творча робота на тему: Використання інноваційних
Законах України «Про освіту», «Про загальноосвітній навчальний заклад», «Про інноваційну діяльність», у Положенні Міністерства освіти...

Програма розвитку методичної служби школи. Розділ річного плану «Методична...
Наказ про пизначення голів методичних об’єднань, керівників семінарів, творчих груп, шмв тощо



База даних захищена авторським правом © 2017
звернутися до адміністрації

h.lekciya.com.ua
Головна сторінка