Этапы реализации генетической информации у человека, их краткая характеристика. Понятие альтернативного сплайсинга

Перечень экзаменационных вопросов по модулю медицинская генетика

Содержание предмета медицинская генетика: его цели и задачи, используемые методы

Содержание предмета медицинская генетика

 

Основоположник МГ - Гэррой

 

МГ - изучает роль наследственности и изменчивости, возникновение патологий человека; реализация генетических механизмов применительно к человеку на всех уровнях живого

Задачей медицинской генетики является выявление, изучение, профилактика и лечение наследственных болезней, разработка путей предотвращения воздействия негативных факторов среды на наследственность человека.

Уровни: Молекулярно-генетический

Клеточный

Организменный

Популяционный

Основывается - на анализе генома, изучении вариабельности генов и взаимодействия их со средой, управление экспрессией генов.

Методы

· Секвенирование

· Клинико-генеалогичекий

· Близнецовый

· Популяционно-статистический

· Скринирование

· Дерматоглифический

· Цитогенетический и молекулярно-цитогенетический

Разделы

1. Клиническая генетика

2. Персонализированная медицина

3. Молекулярная медицина

4. Нутри и токсигенетика

5. Онкогенетика

6. Иммуногенетика

7. Популяционная генетика

 

Понятие гена, особенности молекулярного строения гена человека

Структурно-функциональная единица наследственности – ген. Ген – это участок молекулы ДНК, несущий информацию о структуре одной полипептидной цепи, молекуле т-РНК или р-РНК

У прокариот ген имеет цистронное строение, то есть любой участок молекулы ДНК несёт генетическую информацию.

У эукариот ген имеет сложное мозаичное строение. В гене эукариот различают смысловые участки – экзоны и участки не несущие генетической информации – интроны.

Наличие интронов – это один из антимутационных барьеров эукариот. В связи с особенностями строения гена схема реализации генетической информации у про и эукариот различна.

Свойства гена:

• гендискретен в своём действии, то есть, обособлен в своём действии от других генов;
• ген специфичен в своём проявлении, то есть, отвечает за отдельный признак;
• один ген может влиять на проявление многих признаков, в этом состоит плейотропное или множественное действие гена;
• разные гены могут влиять на проявление одного и того же признака – такие гены являютсямножественными генами или полигенами;
• ген может взаимодействовать с другими генами, что приводит к появлению новых признаков, такое взаимодействие осуществляется через взаимодействие веществ, которые синтезируются под контролем этих генов;
• действие гена может изменяться при изменении его местоположения (эффект положения);
• ген может усиливать степень проявления признак при увеличении числа доминантных аллелей.

 

 

Принцип кодирования генетической информации в клетках организма человека, свойства генетического кода, их биологический смысл.

Система записи генетической информации в виде определённой последовательности нуклеотидов в молекуле ДНК называется генетическим кодом. Явление соответствия порядка нуклеотидов в молекулеДНК порядку аминокислот в молекуле белка называется коллинеарностью.

Свойства генетического кода

Свойства кода	Биологический смысл
1. Триплетность	Каждая аминокислота кодируется 3 нуклеотидами (кодон или триплет).
2. Линейность, неперекрываемость	Триплеты следуют один за другим. Каждый нуклеотид входит в состав только одного кодона. Триплеты не накладываются друг на друга.
3. "Без запятых"	Считывание генетической информации происходит по 3 нуклеотида в одном направление, без каких-либо вставок между нуклеотидами.
4. Вырожденность	1) наличие избыточных триплетов, необходимых для кодирования аминокислот, то есть одна аминокислота может кодироваться несколькими триплетами.2) наличие "нонсенс" кодонов.
5. Универсальность	У всех живых организмов одни и те же аминокислоты кодируются одинаковыми триплетами.
6. Специфичность (однозначность)	Один триплет кодирует только одну определённую аминокислоту.

Всего в генетическом коде 64 кодона, из них 61 смысловой, кодирующий аминокислоты, и 3 "нонсенс" кодона – сигнала к окончанию синтеза белка.

 

Этапы реализации генетической информации у человека, их краткая характеристика. Понятие альтернативного сплайсинга.

У ЭУКАРИОТ:

транскрипция процессинг

ДНК про-и-РНК и-РНК

(интроны, экзоны)

 

трансляция

 

 

БЕЛОК

У прокариот транскрипция и трансляция не разделены во времени и пространстве, у эукариот разделены: транскрипция и процессинг протекают в ядре, трансляция в цитоплазме.

Транскрипция – это синтез и-РНК по принципу комплементарности по матрице ДНК. Основной фермент транскрипциии – РНК-полимераза.

Процессинг – это преобразование про-и- РНК, содержащей и экзоны и интроны, в зрелую и-РНК, содержащей только экзоны. Этапы процесинга:

1) распад молекулы про-и-РНК на интроны и экзоны при участии ферментов рестриктаз;

2) сплайсинг – сшивание экзонов при участии ферментов лигаз;

3) присоединение к молекуле и-РНК функционально активных групп: шапочки, необходимой для связывания с рибосомой и полиаденинового хвоста, защищающего молекулу и-РНК от преждевременного разрушения;

4) образование информосомы: комплекса и-РНК с белком-переносчиком, выносящим и-РНК из ядра.

Альтернативный сплайсинг – различная последовательность сшивания экзонов одного гена, в результате чего один ген может кодировать несколько полипептидов.

Трансляция – это биосинтез белка на рибосомах, находящихся на стенках гранулярной ЭПС. В состав белков всех живых организмов может входить только 20 различных типов аминокислот, применительно к человеку эти аминокислоты делятся на незаменимые, то есть не способные синтезироваться в организме человека (поступление этих аминокислот с пищей обязательно), и заменимые.