ewolucja.genomow.slajdy, Prezentacje Biologiczne PPT, Genetyka
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Wykład 4
Ewolucja genomów
Pierwsze sekwencje genomowe
1981 – pierwsza kompletna sekwencja
mitochondrialna (~17,000 par zasad);Anderson
et al,
Nature
290(5806):457-65.
1986 – pierwsze kompletna sekwencja
chloroplastowa (~156,000 par zasad); Shinozaki
et al,
EMBO J
5(9):2043-2049.
1995 - pierwszy kompletny genome: eubakteria
Haemophilius influenzae
(~1,830,000 par
zasad); Fleischmann et al, Science
269(5223):496-512.
Więcej genomów ...
1996 –
Metanococcus jannaschii, ~1,660,000 par zasad
;
Bult et al,
Science 273(5278):1058-73
1996 – Zakończone sekwencjonowanie 16
chromosomów genomu drożdży (
Saccharomyces
cerevisiae
), ~12,000000 par zasad; Goffeau et al,
Science
274(5287):546, 563-7
1998 – pierwszy genom organizmu wielokomórkowego:
Caenorhabditis elegans, ~97,000,000 par zasad
;
C.elegans Sequencing Consortium,
Science
282(5396):2012-8.
1
Genomy zwerzÄ…t
2000 –
Drosophila melanogaster
; ~120,000,000 par
zasad; Adams et al (Celera Genomics),
Science
287(5461):2185-95.
2001 – genom człowieka:
Venter et al,
Science
, 291(5507):1304-51
Lander et al,
Nature
, 409(6822):860-921.
2002 – genom myszy, Mouse Genome Sequencing
Consortium, Nature, 420(6915):520-62.
W kolejnych latach genomy szczura, kurczaka, krowy,
swini,kilku gatunków ryb, psa, szympansa, makaka
Genomy roślin
2000 - Arabidopsis thaliana, 115,400,000 par zasad;
Arabidopsis Genome Initiative,
Nature
, 408(6814):796-
815
2002 - Oryza sativa
Oryza sativa L. ssp. Indica, Yu et al,
Science
, 296(5565):79-92
Oryza sativa L. ssp. Japonica, Goff et al,
Science
, 296(5565):92-
100
2006 – Populus trichocarpa, Tuskan et al,
Science
313(5793):1596-604
28 innych genomów roślin ladowych jest w trakcie
sekwencjonowania
1471 genomów – Kwiecień 27, 2007
2
Zagadnienia odnoszÄ…ce siÄ™ do
ewolucji genomów
Wielkość genomów
Informacja genetyczna zawarta w
genomach
Układ i dynamika kolejności genów
Nukleotydowa kompozycja genomów
Ewolucja kodu genetycznego
Wielkość genomów
U organizmów haploidalnych wielkość genomu
to całkowita ilość DNA
U organizmów diploidalnych i poliploidalnych
ilość DNA w haploidalnym genomie, jak na
przykład w jądrze komórki rozrodczej
Jednostka
Wartość przelicznika
Picogram
Dalton
Pary zasad
Picogram
1
6.02x10
11
0.98x10
9
Dalton
1.66x10
-12
1
1.62x10
-3
Pary zasad
1.02x10
-9
618
1
3
Najmniejszy genom
Mycoplasma genitalium
ma najmniejszy
genom wolnożyjącego organizmu zdolnego
do samoreprodukcji
Mycoplasma należy do
Mollicutes
580,076 par zasad
470 genów kodujących białka, 3 geny
rRNA, 33 geny tRNA
Wielkość genomów u prokariotów
Taxon
Wielkość genomu (Kb)
Bakterie
580-13,200
Mollicutes
580-2,200
Gram ujemne
650-9,500
Gram dodatnie
1,600-11,600
Cyanobacteria
3,100-13,200
Archaea
1,600-4,100
Genomy bakteryjne
W większości okupowane są przez sekwencje
kodujÄ…ce: 87-94% (wyjÄ…tkiem jest genom
Rickettsia prowazekii
, 24% nie kodujacego DNA)
Frakcje genomu bakteryjnego:
Chromosomalne DNA: geny kodujące białka:90-95%;
sekwencje kodujące różne sygnały: ~5%; geny RNA
~1%
DNA plasmidowe
Transpozony
4
Procesy odpowiedzialne za dystrybucjÄ™
wielkości genomów bakteryjnych
Niezależne i wielokrotne duplikacje genów i
operonów
Drobne delecje i insercje
Transpozycje
Transfer horyzontalny, glównie z plastydów i
bakeriofagów ale także z innych gatunków
Utrata dużych fragmentów DNA u wielu
gatunków pasożytniczych
Minimalny genom
Pierwsze poszukiwania najmniejszego genomu
wolnożyjącego organizmu zaczął Morowitz już w latach
50-tych
Mycoplasma genitalium
ma najmniejszą ilość genów ale
nie ma dowodu na to, ze 468 genów jakie posiada
M.genitalium to minimalna ilość potrzebnych genów
Dwa podejścia oszacowania wielkości minimalnego
genomu:
Podejście analityczne: Koonin i Mushegian (1996)
Podejście eksperymentalne: Itaya (1995)
Podejście analityczne - ortologi
Escherichia coli
1,864
889
18
239
574
1
220
Haemophilus influenzae
Mycoplasma genitalium
5
[ Pobierz całość w formacie PDF ]