Genomai ir jų palyginimas

Genomas- genetinės informacijos DNR visuma. Tai genų visuma haploidiniame chromosomų rinkinyje. Jis žymimas raide n, o DNR kiekis šiame rinkinyje yra žymimas c. Platesne prasme: genomas- branduolio genų visuma chromosomose, arba genų visuma konkrečioje genetinėje struktūroje. Genomo dydis nekoreliuoja su genų skaičiumi. DNR kiekis genome taip nėra susijęs su organizmo evoliucinio įsivystimo lygiu. Genomo sąvoką pasiūlė Vinkleris, genomai gali būti branduoliniai ir nebranduoliniai. Įvairūs genomai skiriasi:• Chromosomų skaičiumi ir dydžiu• Genų skaičiumi, išsidėstymu• Nekoduojančios DNR kiekiu• Egzonų ir intronų dydžiu, ar intronai apskritai yra.• Ar būdingos kartotinės sekos ar ne• Kokia yra genetinė medžiaga- DNR ar RNR, žiedinė ar linijinė.Eukariotų genomas. Eukariotai turi branduolį, kuris yra ribojams membranos. Branduolys yra speciali organelė saugoti genetiniai informacijai. Genetinė informacija- tai pagrinde DNR. DNR pasirinkta kaip genetinė medžiaga , dėl keletos priežasčių: Jos sandara stabili DNR replikacija leidžia tiksliai paskirstyti molekules- kopijas Dvigrandei DNR būdinga pažaidų reparacija- yra naudojama antroji nepažeista DNR grandinė kaip matrica , pagal ją yra užtaisomas viengrandis trūkis. Eukariotų branduolio genomas:• Fragmentuotas ir ,,supakuotas” į chromosomas, o chromosomos , tai esminis eukariotų genomo skirtumas,nuo prokariotų. Pas prokariotus jų žiedinė DNR irgi vadinama chromosoma, bet tai reiškia ne visai patį. Chromosomos ( eukariotų ) sandaros vienetas yra nukleosoma. Nukleosoma- tai DNR ir histonų kompleksas. Tuo tarpu prokariotų chromosoma yra paprastos sandaros, nebūdinga nukleosominė sandara, tai tiesiog žiedinė DNR molekulė kondensuota į nukleoidą. • Dažniausiai tik nedidelė genomo dalis yra koduojanti – 1.5 % žmogaus genomo;• Varijuojanti išilginė genomo struktūra (izochoro struktūra – sudalijimas į dalis/skyrius), kompartmentai, chromosomų teritorijos.• DNR yra visada dvigrandė. Ji būna fragmentuota į chromosomas ir labai stipriai kondensuota• DNR yra daug kartotinių sekų, kartotinės sekos iš esmės nėra būdingos prokariotams ( išimtis rRNR ir tRNR genai). kartotinės sekos pagal savo ilgį skirstomos į palydovinę DNR, minisatelitus, mikrosatelitus. Kai kurie genai kaip tRNR ir rRNR taip pat dauga kartų atsikartoja.Genome yra transkribuojamų ir netranskribuojamų DNR sekų ( didžiausia dalis yra netranskribuojamos, nieko nekoduojančios sekos, tik labai mažą genomo dalį užima genai). Netranskribuojos sekos reikalingos genų veiklai valdyti. Eukariotų genai yra labai įvairaus dydžio, dydį apsprendžia ir netransliuojamos sekos- intronai, kurie nebūdingi prokariotams. Eukariotų genų dydis evoliucionavo daugiausiai reguliacinės geno dalies ir intronų sąskaita. Eukariotų genomui yra būdingos ir kartotinės sekos ,jos yra įvairaus dydžio, kilmės, dažnio, jų paskirtis nėra aiški. Pas eukariotus kartotiniai genai yra tRNR, rRNR. Šias RNR koduojantys genai atsikartoti gali ir tūkstančius kartų, tokie genai dažnai gali telktis į dideles kartotinių genų sankaupas. Tokie kartotiniai genai pasidina produkto kiekį. Daugiausiai yra unikaliųjų genų-tai genai , kurie koduoja tokius fermentus, kurių ląstelei reikia nedaug, todėl pakanka vienos geno matricos. Eukariotams iš esmės yra labiau būdingi regulonai, nei operonai, nors yra išimčių. Regulonas- tai genų grupė, kuri yra išsibarsčiusi po genomą, bet ją vienija bendri šių genų veiklos reguliatoriai. Prokariotų genomas. Prokariotams būdinga:• Paprasta geno sandara;• Maži genomai (nuo 0.5 iki 10 milijonų bp);• Nėra intronų (su keliomis retomis išimtimis);• Didelis koduojantis genomo tankis (>90%) ( didelė genomo dalis yra koduojanti, priešingai nei pas eukariotus)• Yra sanklotinių genų.• Viena chromosoma.• Didelė dalis genomo yra koduojanti.Bakterijų genomas- genų visuma dažniausiai yra žiedinėje DNR (arba RNR) chromosomoje. ( jos branduolio neturi, bet turi nukleoidą). prokariotams nėra būdingos kartotinės sekos, išskyrus kartotiniai genai – tRNR ir rRNR, tačiau jie atsikartoja ne tiek daug kartų kiek pas eukariotus . ( pas E.coli t RNR ir rRNR atsikartoja tik 7 kartus). Taigi prokariotai turi tik nekartotinę DNR. Prokariotas yra būdingi operonai- genų sankaupa , į kurią įeina struktūriniai genai ir bendros valdymo sekos, transkribuojamas bendras transkriptas. Yra ir nedaug regulonų. Bakterijos taip pat turi mažas autonomines žiedines DNR- plazmides. Šios skirstomos pagal įvairias ypatybes į konjugacines , perduodamas iš ląstelės į ląstelę ir lemiančias bakterijų rekombinaciją per konjugacinį tiltelį. Joms būdinos episomos- kurios gena įsiterpti į chromosomą, būti dvejopoje padėtyje ( integruotoje ar autonominėje), lemia atsparumą nuodams ir kitas savybes. Genai bakterijų chromosomoje išsodėsto pagal svarbą, svarbiausias gyvybines funkcijas lemiantys genai yra arčiausiai oriC- vietos, nuo kurios prasideda DNR replikacija. Pagal genomo sandarą bakterijos skirstomos į : Eubakterijas Archebakterijas- jų genomo sandara yra artimesnė eukariotams, nes genai jau turi intronus.Kompaktiškai susipakavus bakterijų chromosoma sudaro nukleoidą, šis neturi apvalkalėlio, nėra erdviškai atskirtas nuo citoplazmos. Todėl ir transkripcija ir transliacija nėra erdviškai atskirtos, vyksta vienu metu. Nukleoide DNR yra neigiamai superspiralizuota ir išsidėsčiusi kilpomis- domenais, sudaro kompleksus su baltymais, bet nukleosominės sandaros yra tik užuomazgos.