Vypracovane-otazky-ke-zkousce

podle funkce:

• strukturní (centromery, telomery)

• kódující (protein nebo RNA)

• nekódující

– regulační oblasti

– spacer, “junk DNA”, “selfish DNA”

Velké rozdíly mezi chromosomy:

• chromosom 1: 2968 genů

• chromosom Y: 231 genů

• oblasti bohaté na geny (“města”)

• více C a G

• oblasti chudé na geny (“pouště”)

• více A a T

• CpG ostrůvky - “bariéra mezi městy a pouštěmi” ... regulace genové aktivity

Solitární gen:

• v celém genomu v jediné kopii (asi polovina genů)

Genová rodina:

• skupina genů evolučně pocházející z jediného genu, v evoluci postupná diverzifikace sekvence a funkce

Pseudogen:

• gen který zmutoval natolik že nemůže být přepisován (v celém genomu > 20 000 !)

Zpracovaný (“processed”) pseudogen:

• pseudogen vzniklý zpětným přepisem mRNA a integrací do genomu

Sekvence jakýchkoliv dvou lidských bytostí se liší v jedné bázi na 1000 bp, tj. pouze v 0,1 % genomu!!!

66. GENOVÉ MANIPULACE A GENOVÉ INŽENÝRSTVÍ

• genetické inženýrství cíleně konstruuje buňky, resp. organismy o takových kombinacích genů v genomech, které v přírodě neexistují  otevírají se tak nové přístupy pro hlubší analýzu genomů samostatných a současně zcela nové možnosti v biotechnologických procesech

• genetické inženýrství pracuje hlavně s buňkami bakterií a kvasinek,a to dvěma hlavními experimentálními přístupy – inženýrství genové a buněčné

• Genové inženýrství (genové manipulace) je možné vytvořit zcela nové molekuly DNA  konstruke chimerických molekul DNA in vitro z fragmentů DNA izolovaných buněk zcela odlišných druhů, rodů, čeledí a dokonce říší  jde o kombinaci jejich genů do souvislých nukleotidových sekvencí

• klonováním DNA můžeme získat vzácní buněčné proteiny ve velkém množství  pro tvorbu proteinů byly zkonstruovány tzv. expresivní vektory – obsahují vhodné regulační sekvence a promotor v těsné blízkosti místa, do kterého je vklonován insert s kódující sekvencí; promotor spolu s regulačními sekvencemi zajišťuje produkci velkého množství mRNA, která může být překládána uvnitř buňky

• klonováním DNA lze vybrat jednu konkrétní sekvenci z milionu dalších a vytvořit nekonečné množství jejich kopií

• fragmenty DNA mohou být spojeny in vitro pomocí DAN –ligázy a dát tak vznik molekule DNA, která se v přírodě nevyskytuje

• prvním krokem při klonování je inserce požadovaného fragmentu do molekuly DNA, která je schopná replikace – např. plasmid nebo virový genom  vytvořená rekombinantní molekula DNA je pak vložena do rychle se dělící hostitelské buňky – např. bakterie, a při každém buněčném dělení dochází i k její replikaci

• sada klonovaných fragmentů, které reprezentují kompletní genom organismu = genomová knihovna – je často udržována ve formě bakteriálních klonů, kdy každý klon nese jiný klonovaný fragment DNA

• klonované geny mohou být pomocí technik genového inženýrství trvale začleněny do genomu buňky nebo organismu

• význam genového inženýrství: umožnilo poznání úplných a přesných sekvencí řady eularyontních genů, vč. sekvence regulačních; výrazně doplnilo konstrukci fylogenetických „stromů“ živočišných a rostlinných druhů

• genové manipulace zahájili současně novou éru biotechnologií  umožnily výrobu nové generace vakcín (proti hepatitidě A i B, proti chřipce, slintavce, atd.); genové „doplněné“ bakterie, resp. kvasinky, dnes produkují lidské hormony: inzulin, somatostatin, somatotropin a řadu mozkových hormonů (enkefalinů a endorfinů); z bakterie s rekombinovanou DNA lze získat také mimořádně čisté AMK, enzymy, alkaloidy, steroidy, giberilliny a další biologicky aktivní látky v prakticky neomezených množstvích

• v lékařství  genové terapie dědičných chorob