Презентация по биологии для 10 профильного класса «Перестройки генома в онтогенезе»

Описание презентации по отдельным слайдам:

• 

  1 слайд

  Артамонникова Любовь Николаевна,Новый Уренгой
  
  
  
  Презентация по биологии для 10 профильного класса
  
  Перестройки генома
  в онтогенезе
  

• 

  2 слайд

  Артамонникова Любовь Николаевна,Новый Уренгой
  План
  Перестройки генома у прокариот
  Перестройки генома у эукариот
  Иммуноглобулиновые гены у млекопитающих
  Незапрограммированные перестройки генома
  

• 

  3 слайд

  Артамонникова Любовь Николаевна,Новый Уренгой
  Строение прокариот
  

• 

  4 слайд

  Артамонникова Любовь Николаевна,Новый Уренгой
  Перестройка генома у прокариот
  Геном прокариот проще, т.к. у них меньше генов
  У прокариот нет некоторых этапов онтогенеза: эмбриогенеза и дифференцировки
  Вывод: регуляция деятельности генов значительно проще ,чем у эукариот.
  Однако, у бактерий при образовании спор в неблагоприятных условиях- происходят сложные перестройки генома.
  
  
  
  
  
  

• 

  5 слайд

  Артамонникова Любовь Николаевна,Новый Уренгой
  У бактерий в геноме присутствуют гены, ненужные в нормальных условиях,
  но необходимые для образование спор.
  Эти гены в обычных условиях «разорваны» — в них вставлены участки ДНК длиной в несколько десятков тысяч пар оснований, в результате чего эти гены работать не могут.
  Когда возникает необходимость, внутренние участки с точностью до одного нуклеотида вырезают специальным ферментом и происходит восстановление рамки считывания гена.
  

• 

  6 слайд

  Артамонникова Любовь Николаевна,Новый Уренгой
  Например, ген фермента нитрогеназы у азотфиксирующих цианобактерий.
  Этот фермент восстанавливает атмосферный азот до аммиака. Но кислород для него является ядом, поэтому фиксация азота происходит специальными толстостенными клетками, куда кислород не проникает.
  Ген нитрогеназы восстанавливается и может транскрибироваться только в этих специализированных клетках путем вырезания участков ДНК.
  

• 

  7 слайд

  Артамонникова Любовь Николаевна,Новый Уренгой
  Восстановление рамки считывания
  в геноме цианобактерии с помощью
  вырезания участков ДНК
  

• 

  8 слайд

  Артамонникова Любовь Николаевна,Новый Уренгой
  Перестройка генома у эукариот
  Геномные перестройки, значительно более сложные, чем у прокариот:
  дифференцированные клетки используют только небольшую часть генетической информации, содержащейся в ДНК. Остальная часть генома оказывается «лишней».
  Во многих случаях эта «лишняя» ДНК просто удаляется из клетки — происходит перестройка генома.
  

• 

  9 слайд

  Артамонникова Любовь Николаевна,Новый Уренгой
  Перестройка генома у эукариот
  у некоторых червей и членистоногих генетический материал полностью сохраняется только в генеративных клетках.
  у лошадиной аскариды, например, в ходе эмбрионального развития происходит удаление части ДНК.
  
  

• 

  10 слайд

  Артамонникова Любовь Николаевна,Новый Уренгой
  У человеческой аскариды зигота и клетки –предшественники половых, имеют всего две крупные хромосомы. В ходе дробления в бластомере зародыша эти огромные хромосомы распадаются на множество фрагментов. Оставшиеся фрагменты становятся самостоятельными маленькими хромосомами.
  В результате в соматических клетках остается всего около 15%генетического материала, который содержит все гены ,необходимые для нормального развития и функционирования.
  В тех клетках, из которых будут развиваться гаметы, остаются две большие хромосомы с полной генетической информацией.
  

• 

  11 слайд

  Артамонникова Любовь Николаевна,Новый Уренгой
  Удаление части ДНК во время дробления зародыша лошадиной аскариды:
  А — стадия двух бластомеров;
  Б — стадия четырех бластомеров.
  1 — клетки — предшественники половых клеток;
  2 — клетки — предшественники соматических клеток;
  3 —удаляемая ДНК
  

• 

  12 слайд

  Артамонникова Любовь Николаевна,Новый Уренгой
  Перестройки у инфузорий туфелек
  У одноклеточных двухядерных эукариот-инфузорий на соматические и генеративные дифференцируются не клетки, а ядра, причем в соматическом ядре удаляется большая часть ДНК –до 95%.
  

• 

  13 слайд

  Артамонникова Любовь Николаевна,Новый Уренгой
  Микронуклеус содержит полный геном, с его генов почти не считываются м-РНК и, следовательно, его гены не экспрессируются.
  При созревании макронуклеуса происходят сложные перестройки генома, именно с генов, содержащихся в этом ядре, считываются почти все м-РНК; следовательно, именно макронуклеус «управляет» синтезом всех белков в клетке.
  Туфелька с удаленным или разрушенным микронуклеусом может жить и размножаться бесполым путем, однако теряет способность к половому размножению. При половом размножении макронуклеус разрушается, а затем заново восстанавливается из диплоидного зачатка.
  
  

• 

  14 слайд

  Артамонникова Любовь Николаевна,Новый Уренгой
  Удаление ДНК иногда происходит и у млекопитающих, хотя и в меньших масштабах.
  Например, при дифференцировке кроветворных клеток в эритроциты из них полностью удаляется ядро вместе с ДНК.
  Тромбоциты также не содержат ДНК.
  Нет ядра и в клетках, из которых состоит хрусталик глаза.
  
  

• 

  15 слайд

  Артамонникова Любовь Николаевна,Новый Уренгой
  

• 

  16 слайд

  Артамонникова Любовь Николаевна,Новый Уренгой
  Перестройки генома могут быть использованы клетками не только для необратимого выключения части генома,
  но и, наоборот, для включения генов.
  
  

• 

  17 слайд

  Артамонникова Любовь Николаевна,Новый Уренгой
  Наиболее сложные изменения генома происходят у млекопитающих при формировании механизмов иммунитета
  (образование антител).
  

• 

  18 слайд

  Артамонникова Любовь Николаевна,Новый Уренгой
  Молекула каждого иммуноглобулина состоит из двух легких и двух тяжелых полипептидных цепей.
  Каждая из этих четырех цепей состоит из двух участков-неизменяемого,одинакового у всех молеукул,и вариабельного,изменяемого,
  различающегося у разных антител.
  

• 

  19 слайд

  Артамонникова Любовь Николаевна,Новый Уренгой
  Как можно закодировать такое большое разнообразие?
  
  Гены иммуноглобулинов имеют прерывистую структуру ,отдельные участки лежат на некотором расстоянии друг от друга. Вариабельная часть кодируется 2или 3 типами последовательностей, каждая из которых состоит из нескольких блоков, которые отличаются друг от друга.
  

• 

  20 слайд

  Артамонникова Любовь Николаевна,Новый Уренгой
  
  Строение молекулы иммуноглобулина:
  / — неизменяемая часть молекулы;
  2 — вариабельная часть молекулы;
  3 — тяжелая цепь; 4 — легкая цепь;
  5 — участок связывания антигена (активный центр)
  

• 

  21 слайд

  Артамонникова Любовь Николаевна,Новый Уренгой
  Вариабельные участки иммуноглобулина образуют активный центр антитела,
  который взаимодействует с антигеном.
  Поэтому пространственная структура активного центра создает необычайное разнообразие антител, которое может достигать нескольких миллионов.
  Геном же млекопитающих содержит всего несколько десятков тысяч генов.
  

• 

  22 слайд

  Артамонникова Любовь Николаевна,Новый Уренгой
  
  
  

• 

  23 слайд

  Артамонникова Любовь Николаевна,Новый Уренгой
  В период эмбрионального развития организма при размножении клеток—предшественниц лимфоцитов происходит выборочная репликация этих генов, при которой пропускаются некоторые из блоков.
  В результате получаются клетки, отличающиеся друг от друга набором блоков, кодирующих легкие и тяжелые цепи иммуноглобулинов.
  Для каждой из цепей возможно более тысячи вариантов сочетания блоков.
  Поскольку гены для легкой и тяжелой цепей реплицируются независимо друг от друга, число сочетаний блоков в одной молекуле превышает несколько миллионов.
  
  

• 

  24 слайд

  Артамонникова Любовь Николаевна,Новый Уренгой
  

• 

  25 слайд

  Артамонникова Любовь Николаевна,Новый Уренгой
  Мутационный процесс создает дополнительный источник разнообразия структуры антител.
  Лимфоцит с уже готовыми собранными генами может синтезировать несколько различных антител.
  Поэтому для каждого поступающего в организм антигена находится лимфоцит, синтезирующий подходящее антитело, даже если организм с ним ранее не встречался.
  
  

• 

  26 слайд

  Артамонникова Любовь Николаевна,Новый Уренгой
  

• 

  27 слайд

  Артамонникова Любовь Николаевна,Новый Уренгой
  

• 

  28 слайд

  Артамонникова Любовь Николаевна,Новый Уренгой
  Незапрограммированные перестройки генома.
  К таким перестройкам относят перемещения мобильных генетических элементов (МГЭ).
  Б. Мак Клинток -лауреат Нобелевской премии , в результате генетических исследований кукурузы обнаружила возможность перемещения некоторых участков хромосом с одной хромосомы на другую.
  При этом изменялось функционирование генов, расположенных рядом с перемещенным участком.
  Установлено, что перемещаться могут не любые участки хромосом, а имеющие определенную структуру .
  Мобильные генетические элементы обнаружены у всех живых организмов.
  У эукариот они могут составлять до 10% всего генома клетки.
  

• 

  29 слайд

  Артамонникова Любовь Николаевна,Новый Уренгой
  Мобильные генетические элементы –МГЭ -последовательности ДНК, которые могут перемещаться внутри генома.
  Существует несколько классов мобильных элементов генома, отличающихся по строению и способу перемещения:
  Транспозоны, например, Tn5;
  Инсерционные элементы, например, IS1603;
  ДНК-транспозоны;
  Ретротранспозоны
  Плазмиды, например, половой фактор кишечной палочки(F-плазмида;
  Бактериофаги, например, Mu, интегрирующиеся случайно в участки генома;
  Интроны второй группы
  

• 

  30 слайд

  Артамонникова Любовь Николаевна,Новый Уренгой
  Хотя мобильные элементы в целом являются «генетическими паразитами», вызывая мутации в генетическом материале организма хозяина и понижая его приспособленность за счёт траты энергии на репликацию и синтез белков паразита, но они являются важным механизмом изменчивости и обмена генетическим материалом между организмами одного вида и разными видами.
  

• 

  31 слайд

  Артамонникова Любовь Николаевна,Новый Уренгой
  Вопросы
  Что такое запрограммированные и незапрограммированные перестройки генома?
  Почему любой организм может ответить синтезом антител на попадание в него любого антигена?
  Для чего сохраняются две большие хромосомы в зародышевых клетках аскариды, если в них нет генов, нужных для развития и функционирования организма?
  
  

• 

  32 слайд

  Артамонникова Любовь Николаевна,Новый Уренгой
  Домашнее задание.
  Учить &43, отвечать на вопросы в конце параграфа.
  

• 

  33 слайд

  Артамонникова Любовь Николаевна,Новый Уренгой
  http://ru.wikipedia.org/wiki/%C8%ED%F4%F3%E7%EE%F0%E8%FF-%F2%F3%F4%E5%EB%FC%EA%E0
  http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B8%D0%BA%D1%80%D0%BE%D0%BD%D1%83%D0%BA%D0%BB%D0%B5%D1%83%D1%81
  http://medkarta.com/?cat=article&id=26091
  http://ru.wikipedia.org/wiki/%CC%EE%ED%EE%EA%EB%EE%ED%E0%EB%FC%ED%FB%E5_%E0%ED%F2%E8%F2%E5%EB%E0
  http://images.yandex.ru/yandsearch?text=%D1%80%D0%B0%D0%B7%D0%BD%D1%8B%D0%B5%20%D0%B0%D0%BD%D1%82%D0%B8%D1%82%D0%B5%D0%BB%D0%B0%20%D0%B2%20%D0%BA%D0%B0%D1%80%D1%82%D0%B8%D0%BD%D0%BA%D0%B0%D1%85&stype=image&lr=11230&noreask=1&source=wizhttp://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%BE%D0%B1%D0%B8%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D1%8B%D0%B5_%D0%B3%D0%B5%D0%BD%D0%B5%D1%82%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B5_%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D1%82%D1%8B
  

• 

  34 слайд

  Артамонникова Любовь Николаевна,Новый Уренгой
  Спасибо за внимание!