Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

1 Επιγενετικές τροποποιήσεις του γονιδιώματος. 2 Μεντελικοί γενετιστές vs Αναπτυξιακοί βιολόγοι Χρησιμοποίηση κληρονομικής πληροφορίας κατά την ανάπτυξη.

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Παρουσίαση με θέμα: "1 Επιγενετικές τροποποιήσεις του γονιδιώματος. 2 Μεντελικοί γενετιστές vs Αναπτυξιακοί βιολόγοι Χρησιμοποίηση κληρονομικής πληροφορίας κατά την ανάπτυξη."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 1 Επιγενετικές τροποποιήσεις του γονιδιώματος

2 2 Μεντελικοί γενετιστές vs Αναπτυξιακοί βιολόγοι Χρησιμοποίηση κληρονομικής πληροφορίας κατά την ανάπτυξη του οργανισμού Μεταβίβαση κληρονομικής πληροφορίας Γενετική vs Επιγενετική

3 3 Επιγενετική κληρονομικότητα Κληρονόμηση διακριτών φαινοτύπων που δεν προκύπτουν από αλλαγές στο γενετικό υλικό. Κληρονόμηση διακριτών φαινοτύπων που δεν προκύπτουν από αλλαγές στο γενετικό υλικό. Μπορεί να είναι αποτέλεσμα: Μπορεί να είναι αποτέλεσμα: Σύνδεσης χημικής ομάδας με το DNA προκαλώντας τροποποίηση, που στη συνέχεια διαιωνίζεται. Σύνδεσης χημικής ομάδας με το DNA προκαλώντας τροποποίηση, που στη συνέχεια διαιωνίζεται. Παγίωσης πρωτεΐνης σε μια αυτοδιαιωνιζόμενη κατάσταση. Παγίωσης πρωτεΐνης σε μια αυτοδιαιωνιζόμενη κατάσταση.

4 4 Αντιστάθμιση γονιδιακής δόσης

5 5 Πίνακας 8.1: Πίνακας 8.1: Γονότυποι των απογόνων που παράγονται σε ένα σύστημα φυλοκαθορισμού με ετερογαμετικό και ομογαμετικό φύλο.

6 6 Διπλό το γενετικό κόστος του φυλοκαθορισμού βάσει του συνδυασμού φυλετικών χρωμοσωμάτων (ΧΧ και ΧΥ): Διπλό το γενετικό κόστος του φυλοκαθορισμού βάσει του συνδυασμού φυλετικών χρωμοσωμάτων (ΧΧ και ΧΥ): Το ετεροχρωμοσωμικό φύλο είναι απλοειδές ως προς τα δύο φυλετικά χρωμοσώματα → μεταλλαγμένο αλληλόμορφο στο Χ του αρσενικού δεν μπορεί να αναπληρωθεί από το φυσιολογκό ενός δευτέρου Χ. Κατά συνέπεια: φυλοσύνδετες ασθένειες πλήττουν κυρίως αρσενικά άτομα (πχ Duchenne) Το ετεροχρωμοσωμικό φύλο είναι απλοειδές ως προς τα δύο φυλετικά χρωμοσώματα → μεταλλαγμένο αλληλόμορφο στο Χ του αρσενικού δεν μπορεί να αναπληρωθεί από το φυσιολογκό ενός δευτέρου Χ. Κατά συνέπεια: φυλοσύνδετες ασθένειες πλήττουν κυρίως αρσενικά άτομα (πχ Duchenne) Διαφορά ως προς τη γονιδιακή δόση. Όμως, στον άνθρωπο άτομα με μη φυσιολογικό αριθμό χρωμοσωμάτων είναι βιώσιμα → ύπαρξη μηχανισμού αντιστάθμισης γονιδιακής δόσης Διαφορά ως προς τη γονιδιακή δόση. Όμως, στον άνθρωπο άτομα με μη φυσιολογικό αριθμό χρωμοσωμάτων είναι βιώσιμα → ύπαρξη μηχανισμού αντιστάθμισης γονιδιακής δόσης

7 7 ΕΙΚΟΝΑ 8.1: ΕΙΚΟΝΑ 8.1: Αντιστάθμιση γονιδιακής δόσης στο χρωμόσωμα Χ της Drosophila.

8 8 Εικόνα Διαφορετικοί οργανισμοί χρησιμοποιούν διαφορετικούς μηχανισμούς αντιστάθμισης της γονιδιακής δόσης, προκειμένου να εξισωθεί η έκφραση του χρωμοσώματος X μεταξύ αρσενικών και θηλυκών ατόμων. Τα χρωμοσώματα Χ υφίστανται τροποποιήσεις σε όλη τους την έκταση

9 9 Ο στόχος της ρύθμισης είναι ολόκληρο το Χ χρωμόσωμα. Δηλαδή πραγματοποιείται μια γενικευμένη τροποποίηση που επηρεάζει ποσοτικά την ενεργότητα όλων των υποκινητών του Χ. Ο στόχος της ρύθμισης είναι ολόκληρο το Χ χρωμόσωμα. Δηλαδή πραγματοποιείται μια γενικευμένη τροποποίηση που επηρεάζει ποσοτικά την ενεργότητα όλων των υποκινητών του Χ. Απενεργοποίηση του Χ στα θηλαστικά. Απενεργοποίηση του Χ στα θηλαστικά. Ιδιοσυστατή ετεροχρωματίνη vs εναλλακτική ετεροχρωματίνη. Ιδιοσυστατή ετεροχρωματίνη vs εναλλακτική ετεροχρωματίνη. Η ίδια αλληλουχία DNA μπορεί να απαντάται σε οποιαδήποτε από τις δύο καταστάσεις. Στη συνέχεια κληρονομείται στα θυγατρικά κύτταρα (επιγενετική κληρονομικότητα). Η ίδια αλληλουχία DNA μπορεί να απαντάται σε οποιαδήποτε από τις δύο καταστάσεις. Στη συνέχεια κληρονομείται στα θυγατρικά κύτταρα (επιγενετική κληρονομικότητα).

10 10 ΕΙΚΟΝΑ 8.2: ΕΙΚΟΝΑ 8.2: Η ετεροχρωματίνη στο χρωμόσωμα Χ της Drosophila προκαλεί αποσιώπηση σε γειτονικά της γονίδια. Φαινόμενο ποικιλότητας θέσης (position effect variegation)

11 11

12 12 ΕΙΚΟΝΑ 8.3: ΕΙΚΟΝΑ 8.3: Το μωσαϊκό χρωματικό πρότυπο του τριχώματος σε θηλυκά άτομα δείχνει ότι στα θηλαστικά το χρωμόσωμα Χ απενεργοποιείται με τυχαίο τρόπο.

13 13 ΕΙΚΟΝΑ 8.4: ΕΙΚΟΝΑ 8.4: Η αφυδρογονάση της 6- φωσφορικής γλυκόζης (G6PD) χρησιμοποιείται για να καταδειχθεί ο τυχαίος και σταθερός τρόπος απενεργοποίησης του χρωμοσώματος Χ στον άνθρωπο. Η έλλειψη G6PD προκαλεί ένα είδος αναιμίας

14 14 Απενεργοποίηση χρωμοσώματος X στα θηλαστικά

15 15 ΠΙΝΑΚΑΣ 8.2: ΠΙΝΑΚΑΣ 8.2: Σωμάτια Barr και χρωμοσώματα Χ.

16 16 Η απενεργοποίηση του Χ συμβαίνει κατά τυχαίο τρόπο μόνο στα ευθήρια θηλαστικά. Στα μαρσιποφόρα η επιλογή είναι κατευθυνόμενη: απενεργοποιείται πάντα το Χ που κληρονομείται από τον πατέρα. Η απενεργοποίηση του Χ συμβαίνει κατά τυχαίο τρόπο μόνο στα ευθήρια θηλαστικά. Στα μαρσιποφόρα η επιλογή είναι κατευθυνόμενη: απενεργοποιείται πάντα το Χ που κληρονομείται από τον πατέρα.

17 17 ΕΙΚΟΝΑ 8.5: ΕΙΚΟΝΑ 8.5: Η σύντηξη σωματικών κυττάρων χρησιμοποιείται για να αποδειχθεί ότι το γονίδιο Xist μεταγράφεται από το ανενεργό χρωμόσωμα Χ (μόνο σε σειρές που περιείχαν υβρίδια Χi). Η σύντηξη δεν επηρεάζει την απενεργοποίηση του Χ Χist: X inactive specific transcript = ‘exist’

18 Σειρές υβριδικών κυττάρων ποντικού ανθρώπου χρησιμοποιήθηκαν για την χαρτογράφηση του Xist. Σειρές υβριδικών κυττάρων ποντικού ανθρώπου χρησιμοποιήθηκαν για την χαρτογράφηση του Xist. Κάθε κύτταρο περιείχε ένα διαφορετικό τμήμα του Χ. Κάθε κύτταρο περιείχε ένα διαφορετικό τμήμα του Χ. Η ανάλυση της μεταγραφής του Xist σε καθεμία από αυτές τις κυτταρικές σειρές χαρτογράφησε το Xist σε μια περιοχή 450 kb, το Xic (X inactivation center). Η ανάλυση της μεταγραφής του Xist σε καθεμία από αυτές τις κυτταρικές σειρές χαρτογράφησε το Xist σε μια περιοχή 450 kb, το Xic (X inactivation center). 18

19 Τι επίδραση θα είχε η μεταφορά του Xic σε άλλο χρωμόσωμα; Τι επίδραση θα είχε η μεταφορά του Xic σε άλλο χρωμόσωμα; Ωστόσο, η αλληλούχηση ολόκληρου του Xist δεν απέδωσε καμιά κωδική αλληλουχία Ωστόσο, η αλληλούχηση ολόκληρου του Xist δεν απέδωσε καμιά κωδική αλληλουχία 19

20 20 Εικόνα Ο μηχανισμός απενεργοποίησης του Χ βασίζεται στη σταθεροποίηση του RNA του Xist, το οποίο καλύπτει το ανενεργό χρωμόσωμα.

21 21 Xist RNA associates with the inactive X chromosome that made it

22 22

23 23

24 24

25 Για την απενεργοποίηση του Χ χρειάζονται το Xist, το Tsix και άλλες γειτονικές αλληλουχίες Μηχανισμός μέτρησης χρωμοσωμάτων Μηχανισμός μέτρησης χρωμοσωμάτων Επιλογή ενός των Χ για απενεργοποίηση Επιλογή ενός των Χ για απενεργοποίηση Έναρξη διαδικασίας αποσιώπησης Έναρξη διαδικασίας αποσιώπησης Εξάπλωση σήματος σε όλο το χρωμόσωμα Εξάπλωση σήματος σε όλο το χρωμόσωμα 25

26 Tsix συμπληρωματικό του Xist Tsix συμπληρωματικό του Xist Αρχικά: η έκφραση των Xist και Tsix είναι χαμηλή Αρχικά: η έκφραση των Xist και Tsix είναι χαμηλή Στη συνέχεια: Στη συνέχεια: Στο χρωμόσωμα που αποσιωπάται: Xist ↑, Tsix ↓ Στο χρωμόσωμα που αποσιωπάται: Xist ↑, Tsix ↓ Στο ενεργό Χ: Xist ↓, Tsix ↑ Στο ενεργό Χ: Xist ↓, Tsix ↑ Το Tsix είναι απαραίτητο στο Χ που παραμένει ενεργό Το Tsix είναι απαραίτητο στο Χ που παραμένει ενεργό Επίσης: η περιοχή Xite προάγει την έκφραση του Tsix Επίσης: η περιοχή Xite προάγει την έκφραση του Tsix 26

27 27

28 28 ΕΙΚΟΝΑ 8.6: ΕΙΚΟΝΑ 8.6: Το ανενεργό Χ δεν αποσιωπάται ολοκληρωτικά.

29 29 Εικόνα Διαφορετικοί οργανισμοί χρησιμοποιούν διαφορετικούς μηχανισμούς αντιστάθμισης της γονιδιακής δόσης, προκειμένου να εξισωθεί η έκφραση του χρωμοσώματος X μεταξύ αρσενικών και θηλυκών ατόμων. Υπάρχουν διαφορετικοί μηχανισμοί αντιστάθμισης δόσης σε διαφορετικούς οργανισμούς

30 30 ΕΙΚΟΝΑ 8.7: Από τη μελέτη των υπομονάδων της αφυδρογονάσης του 6- φωσφογλυκονικού οξέος (6-PDG) αποκαλύπτεται ότι στη θηλυκή Drosophila είναι ενεργά και τα δύο χρωμοσώματα Χ.

31 31 ΕΙΚΟΝΑ 8.7: Από τη μελέτη των υπομονάδων της αφυδρογονάσης του 6-φωσφογλυκονικού οξέος αποκαλύπτεται ότι στη θηλυκή Drosophila είναι ενεργά και τα δύο χρωμοσώματα Χ.

32 32 ΕΙΚΟΝΑ 8.8: ΕΙΚΟΝΑ 8.8: Η μεταγραφή του χρωμοσώματος Χ στα αρσενικά άτομα της Drosophila είναι δύο φορές υψηλότερη απ’ ό,τι σε κάθε χρωμόσωμα Χ των θηλυκών ατόμων.

33 Στο χρωμόσωμα Χ της δροσόφιλας ανακαλύφθηκαν δύο γονίδια, τα roX1 και roX2 (RNA on X), τα οποία, όπως και το Xist, εκφράζουν μη κωδικά RNA που προσδένονται στο χρωμόσωμα Χ από το οποίο μεταγράφονται. Στο χρωμόσωμα Χ της δροσόφιλας ανακαλύφθηκαν δύο γονίδια, τα roX1 και roX2 (RNA on X), τα οποία, όπως και το Xist, εκφράζουν μη κωδικά RNA που προσδένονται στο χρωμόσωμα Χ από το οποίο μεταγράφονται. Σε αντίθεση, όμως, με το Xist, τα RNA των roX1 και roX2 ασκούν ενεργοποιητική επίδραση στο χρωμόσωμα από το οποίο προέρχονται Σε αντίθεση, όμως, με το Xist, τα RNA των roX1 και roX2 ασκούν ενεργοποιητική επίδραση στο χρωμόσωμα από το οποίο προέρχονται 33

34 ΠΙΝΑΚΑΣ 8.3: ΠΙΝΑΚΑΣ 8.3: Αντιστάθμιση δόσης στον Caenorhabditis elegans Η έκφραση 4 γονιδίων του Χ μετρήθηκε με ανάλυση Northern και κανονικο- ποιήθηκε βάσει της έκφρασης αυτο- σωμικών γονιδίων. Η έκφραση ανάμεσα σε αρσενικά (ΧΟ) και ερμαφρόδιτα (ΧΧ) είναι ~ίδια. Μόνο στο uxt-2 δεν υπάρχει αντιστάθμιση γιατί το γονίδιο αυτό βρίσκεται στην ψευδο-αυτοσωμική περιοχή.

35 Πώς διατηρείται η συμπυκνωμένη δομή των χρωμοσωμάτων; Πώς διατηρείται η συμπυκνωμένη δομή των χρωμοσωμάτων; Κοντεσίνες: ελέγχουν τη γενική δομή των χρωμοσωμάτων και ευθύνονται για τη συμπύκνωσή τους σε συμπαγείς δομές κατά τη μίτωση Κοντεσίνες: ελέγχουν τη γενική δομή των χρωμοσωμάτων και ευθύνονται για τη συμπύκνωσή τους σε συμπαγείς δομές κατά τη μίτωση Κοχεσίνες: ενέχονται στη σύνδεση των αδελφών χρωματίδων μεταξύ τους, οι οποίες αποχωρίζονται προς το τέλος της μίτωσης Κοχεσίνες: ενέχονται στη σύνδεση των αδελφών χρωματίδων μεταξύ τους, οι οποίες αποχωρίζονται προς το τέλος της μίτωσης 35 Οι πρωτεΐνες διατήρησης χρωμοσωμικής δομής (Structural Maintenance of Chromosomes)

36 Εικόνα Μια πρωτεΐνη SMC αποτελεί μια «μονάδα κίνησης» («walker module») που φέρει μοτίβα δέσμευσης ATP και πρόσδεσης στο DNA σε κάθε άκρο της, συνδεδεμένα με σπειρωμένα σπειράματα που ενώνονται μέσω μιας περιοχής άρθρωσης.

37 Genes VIII - Ακαδημαϊκές Εκδόσεις 2004 Εικόνα Οι δύο βραχίονες μιας κοντενσίνης αναδιπλώνονται σε γωνία 6°. Οι κοχεσίνες έχουν πιο ανοικτή στερεοδιαμόρφωση, με γωνία 86° ανάμεσα στους δύο βραχίονές τους.

38 Genes VIII - Ακαδημαϊκές Εκδόσεις 2004 Εικόνα Οι πρωτεΐνες SMC διμερίζονται με αντιπαράλληλες αλληλεπιδράσεις των κεντρικών σπειρωμένων σπειραμάτων τους. Και τα δύο άκρα κάθε υπομονάδας έχουν μοτίβα δέσμευσης ATP και πρόσδεσης στο DNA. Οι κοχεσίνες μπορούν να σχηματίζουν μια εκτεταμένη δομή που επιτρέπει τη σύνδεση δύο διαφορετικών μορίων DNA.

39 Genes VIII - Ακαδημαϊκές Εκδόσεις 2004 Εικόνα Οι κοντενσίνες μπορούν να λυγίζουν στην άρθρωσή τους, προκαλώντας έτσι τη συμπύκνωση του DNA.

40 Genes VIII - Ακαδημαϊκές Εκδόσεις 2004 Εικόνα Οι κοχεσίνες μπορούν να διμεριστούν με ενδομοριακές αλληλεπιδράσεις και να σχηματίσουν στη συνέχεια πολυμερή που συνδέονται τόσο στα άκρα των υπομονάδων όσο και στην άρθρωσή τους. Μια τέτοια δομή θα μπορούσε να συγκρατεί δύο μόρια DNA περιβάλλοντάς τα.

41 Genes VIII - Ακαδημαϊκές Εκδόσεις 2004 Εικόνα Οι κοντενσίνες εντοπίζονται σε ολόκληρο το μήκος ενός μιτωτικού χρωμοσώματος. Το DNA είναι χρωματισμένο κόκκινο ενώ οι κοντενσίνες κίτρινες. Η φωτογραφία είναι ευγενική προσφορά της Ana Losada και του Tatsuya Hirano.

42 42 Τι να μελετήσετε Από Κεφάλαιο 23 του Genes VIII: Από Κεφάλαιο 23 του Genes VIII: Από Κεφάλαιο 8 του Watson: Από Κεφάλαιο 8 του Watson: σελίδες 254 έως 268 σελίδες 254 έως 268


Κατέβασμα ppt "1 Επιγενετικές τροποποιήσεις του γονιδιώματος. 2 Μεντελικοί γενετιστές vs Αναπτυξιακοί βιολόγοι Χρησιμοποίηση κληρονομικής πληροφορίας κατά την ανάπτυξη."

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Διαφημίσεις Google