OLIKA TYPER AV GENOM Biomedicinska analytikerprogrammet, T3 Ht-11 Karolinska Institutet Annica Nordvall Bodell

Kunskapsmål för detta avsnitt Från kursplan: beskriva och jämföra uppbyggnad, struktur och innehåll i eukaryota och prokaryota genom samt utförligt förklara principerna för genexpression och dess reglering.

Lite mer utförligt: Hur eukaryota (ffa humana genomet) och prokaryota genom är organiserade Storlek, packning, genantal Andel genomen som är gener respektive kodande Vilka typer av sekvenser som ingår i genomen Mitokondriegenomets organisation Extrakromosomalt DNA i prokaryoter, organisation och funktion Kunna ge exempel på hur virusgenom kan se ut

Skillnader och likheter i genom? Makrofag som angriper E. coli bakterier HIV infekterad cell newswire.rockefeller.edu/upload/media/021607b library.thinkquest.org/3564/cell751.gif

Eukaryoter, prokaryoter, virus http://www.pc.maricopa.edu/Biology/rcotter/BIO%20205/LessonBuilders/Chapter%201%20LB/EukProVirus.jpg

Storlek på olika genom Virus (3x103-8x105 bp) The Cell 5.1

Eukaryoter - kärn-genomet Diploida Minst två linjära kromosomer 10 Mb-100 000Mb Stora genom har stor andel repetitiva sekvenser

Kromatin i kärnan The Cell 5.14

Packning i eukaryoter Videolänk

Nukleosomstruktur The Cell 5.13

Metafaskromosomer The Cell 5.17

Metafas-kromosomer –

Telomerstruktur

Humana karyotypen The Cell fig 5.29

Innehåll i det humana genomet Videolänk – Kromosom 11

Olika typer av gener Man kan skilja på gener som ger upphov till funktionellt RNA (RNA gener) och gener som ger upphov till proteiner Det finns ett begränsat antal olika RNA gener, men de finns i många kopior Det finns ca 22 000 olika proteinkodande gener i humana genomet, men de finns oftast endast i en upplaga Storleken på gener varierar mellan 60 bp till 2400 kb Antal uttryckta gener i somatiska celler från högre eukaryoter uppskattas till 10 000-20 000

Genfamiljer Besläktade proteinkodande gener http:// Identiska rRNA gener nitro.biosci.arizona.edu/courses/EEB600A-2003/lectures/lecture25/figs/Fig14_10.gif http://nitro.biosci.arizona.edu/courses/EEB600A-2003/lectures/lecture25/figs/rRNA.jpg

Gemensamma gener Schimpans-genomet och det humana genomet är till mer än 98% lika Genomes 2

Repetitivt DNA En stor andel av genomet i högre eukaryoter består av olika typer av repetitivt DNA Kan delas in i Samlade repetitiva sekvenser (satellit DNA) ofta korta sekvenser som upprepas efter varandra i stort antal innehåller ej gener Spridda repetitiva sekvenser längre sekvenser som ligger spridda inom och mellan kromosomer vissa innehåller gener, många dock icke funktionella vissa kan förflytta sig genom transposition (=transposoner)

Satellite DNA http://www.ncbi.nlm.nih.gov/bookshelf/picrender.fcgi?book=hmg&part=A642&blobname=ch7f15.jpg

Retrotransposoner Genomes 2 (The Cell 5.8)

DNA transposoner Genomes 2

Exempel på repetitiva sekvenser http://fas.org/sgp/othergov/doe/lanl/pubs/00418723.pdf

Repetitiva sekvenser kan användas för ”DNA fingerprinting”

Mitokondriegenomet Human Molecular Genetics

Prokaryota genom Ofta en cirkulär kromosom (finns bakterier med flera cirkulära kromosomer resp. linjära kromosomer) 0,6-30 Mb 80-90% kodande Inga introner Många gener i operon Oftast få repetitiva sekvenser

Karta E.coli kromosomen expand 4,300,000 bp region Karta E.coli kromosomen BacMap: Bacterial Genome Atlas

Packning i prokaryoter Genomes 2

Supercoiled struktur Genomes 2

Extrakromosomalt DNA hos prokaryoter Genomes 2

Virusgenom Består av antingen DNA eller RNA Mycket tätt packat i kapsiden Sekvensen utnyttjas ofta mycket effektivt (tex överlappande gener) Genorganisation och funktion ofta anpassade till värdcellen

Virusgenom

Ex virusgenom library.thinkquest.org/. ../images/virus.jpg Plant virus news.bbc.co.uk/.../ images/_891580_aids www.bioinvision.dk/ plantvir2-2.gif

HIV genomet ex på genorganisation