"Genoma humano" - 1. PRESENTADO DEL PEDIDO 3,2 MILLONES. CONTRIBUCIÓN DEL NIVEL DEL GENOMA A LOS FENÓMENOS DE VARIABILIDAD HEREDITARIA Y BIOLÓGICA (CONTINUACIÓN 1) -. GENOMA y SALUD HUMANA -. GENOMA y SALUD HUMANA. MUTACIONES GENÓMICAS. TEMA 7. NIVEL GENÓMICO DE LA ORGANIZACIÓN DEL APARATO GENÉTICO. GENOMAS DE HUMANOS Y OTRAS ESPECIES ANIMALES (ASPECTO EVOLUTIVO COMPARATIVO) -.

“Herencia a través de la interacción de genes”: la división en F1 es 1: 4: 6: 4: 1. Un ejemplo de polimerización. Grupo III. Problema: Herencia del color de la flor en el guisante de olor. En F1, la división es 15: 1. Herencia del color del plumaje de las gallinas. Grupo II. Polimerización no acumulativa. Acumulativo. Anote variantes de genotipos en personas de estatura media. Amarillo. Epistasis dominante.

"Cooperación internacional de Rusia" - Creación de prerrequisitos económicos y legales. Cooperación internacional en el campo de la gestión ambiental. Falta de previsión de los emprendedores. Razones para no cumplir con las obligaciones internacionales: Introducción de disciplinas ambientales en los sistemas educativos. Trabajo activo de la Federación de Rusia en cooperación internacional.

"Interacción de genes": escisión fenotípica en F2 1: 2: 1. Escisión fenotípica en F2 9: 3: 4. Los genes que inhiben la acción de otros genes no alélicos se denominan supresores. Escisión fenotípica en F2 13: 3. Dominancia incompleta. Interacción de genes. Recesivo. Herencia del color del pelaje de los ratones domésticos.

"Día Internacional de la Lengua Materna" - 11/02/2011 todos los profesores de idiomas impartieron lecciones dedicadas al Día de la Lengua Materna. Grado 11 N.V. Petukhova escribió un ensayo, un discurso sobre la lengua materna. Las lecciones fueron muy interesantes: presentaciones en séptimo y quinto grado con V.I. Zakharova. L. V. Andrianova invitó a los estudiantes de noveno grado a trabajar con citas sobre el tema de su idioma ruso nativo.

"Marketing Internacional" - Dar a conocer el producto de exportación y ser atractivo para los consumidores extranjeros. La estructura de la investigación de mercados del mercado exterior. Factores que afectan el proceso de fijación de precios. Una estrategia de precios efectiva debe reflejar: Canales de distribución en M.M. Rusia. Alemania, Austria. Algunas características comparativas de las culturas nacionales.

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Presentación sobre el tema:

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Un poco de historia El 25 de abril, el ahora lejano 1953, la revista Nature publicó una pequeña carta del joven y desconocido F. Crick y J. Watson al editor de la revista, que comenzaba con las palabras: “Nos gustaría ofrecer nuestros pensamientos sobre la estructura de la sal del ADN. Esta estructura tiene nuevas propiedades que son de gran interés biológico ". El artículo contenía unas 900 palabras, pero, y esto no es una exageración, cada una de ellas valía su peso en oro. La "Juventud Áspera" se atrevió a oponerse al premio Nobel Linus Pauling, autor de la famosa hélice alfa de proteínas. . Pauling el día anterior publicó un artículo según el cual el ADN era una estructura helicoidal de tres hebras, como la trenza de una niña. Nadie sabía entonces que Pauling simplemente no tenía material lo suficientemente refinado. Pero Pauling resultó en parte tener razón: ahora es bien conocido el carácter de tres cadenas de algunas partes de nuestros genes. En un momento, incluso intentaron usar esta propiedad del ADN en la lucha contra el cáncer, desactivando ciertos genes del cáncer (oncogenes) con la ayuda de oligonucleótidos.

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Un poco de historia La comunidad científica, sin embargo, no reconoció de inmediato el descubrimiento de F. Crick y J. Watson. Baste decir que el primer premio Nobel por su trabajo en el campo de los "jueces" de ADN de Estocolmo fue otorgado en 1959 a los famosos bioquímicos estadounidenses Severo Ochoa y Arthur Kornberg. Ochoa fue el primero (1955) en sintetizar ácido ribonucleico (ARN). Kornberg recibió un premio por la síntesis de ADN en un tubo de ensayo (1956) En 1962 fue el turno de Crick y Watson.

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Un poco de historia Después del descubrimiento de Watson y Crick, el problema más importante fue identificar la correspondencia entre las estructuras primarias del ADN y las proteínas. Dado que las proteínas contienen 20 aminoácidos y solo hay 4 bases nucleicas, se requieren al menos tres bases para registrar información sobre la secuencia de aminoácidos en los polinucleótidos. Sobre la base de este razonamiento general, el físico G. Gamow y el biólogo A. Neifakh propusieron variantes de los códigos genéticos de "tres letras". Sin embargo, sus hipótesis eran puramente especulativas y no causaron una gran respuesta entre los científicos.El código genético de tres letras en 1964 fue descifrado por F. Crick. Es poco probable que asumiera entonces que en un futuro previsible sería posible descifrar el genoma humano. Esta tarea pareció insuperable durante mucho tiempo.

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Y ahora se ha leído el genoma. La finalización del trabajo de decodificación del genoma humano por parte de un consorcio de científicos estaba prevista para 2003, el 50º aniversario del descubrimiento de la estructura del ADN. Sin embargo, la competencia también ha tenido voz en esta área. Craig Venter fundó la empresa privada Selera, que vende secuencias de genes por mucho dinero. Uniéndose a la carrera por descifrar el genoma, hizo en un año lo que un consorcio internacional de científicos de diferentes países tardó diez años en hacer. Esto fue posible gracias a un nuevo método de lectura de secuencias genéticas y al uso de la automatización del proceso de lectura.

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Y ahora se lee el genoma. Entonces, se lee el genoma. Parecería que deberíamos estar felices, pero los científicos estaban perplejos: había muy pocos genes en los humanos, aproximadamente tres veces menos de lo esperado. Anteriormente pensaban que teníamos alrededor de 100 mil genes, pero en realidad había alrededor de 35 mil. Pero incluso esto no es lo más importante. La confusión de los científicos es comprensible: la Drosophila tiene 13 601 genes, el suelo redondo gusano tiene 19 mil y mostaza - 25 mil genes. Un número tan reducido de genes en el hombre no permite aislarlo del reino animal y considerarlo la "corona" de la creación.

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Y ahora se lee el genoma En el genoma humano, los científicos han contado 223 genes que son similares a los genes de E. coli. E. coli se originó hace unos 3 mil millones de años. ¿Por qué necesitamos genes tan "antiguos"? Aparentemente, los organismos modernos han heredado de sus ancestros algunas propiedades estructurales fundamentales de las células y reacciones bioquímicas, que requieren las proteínas correspondientes. Por lo tanto, no hay nada sorprendente en el hecho de que la mitad de las proteínas de los mamíferos tengan similitudes en la secuencia de aminoácidos con las proteínas de la mosca Drosophila. Después de todo, respiramos el mismo aire y consumimos proteínas animales y vegetales, que están formadas por los mismos aminoácidos. ¡Es sorprendente que compartamos el 90% de los genes con los ratones y el 99% con los chimpancés!

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Y ahora se ha leído el genoma Hay muchas secuencias en nuestro genoma que hemos heredado de los retrovirus. Estos virus, que incluyen el cáncer y los virus del SIDA, contienen ARN como material hereditario en lugar de ADN. Una característica de los retrovirus es, como ya se mencionó, la presencia de transcriptasa inversa. Después de la síntesis de ADN a partir del ARN del virus, el genoma viral se inserta en el ADN de los cromosomas de la célula. Tenemos muchas de estas secuencias retrovirales. De vez en cuando se "liberan", como resultado de lo cual ocurre el cáncer (pero el cáncer, de acuerdo con la ley de Mendel, se manifiesta solo en homocigotos recesivos, es decir, en no más del 25% de los casos). Más recientemente, se realizó un descubrimiento que nos permite comprender no solo el mecanismo de inserción viral, sino también el propósito de las secuencias de ADN no codificantes. Resultó que se requiere una secuencia específica de 14 letras del código genético para la incrustación del virus. Por lo tanto, se puede esperar que pronto los científicos aprendan no solo a bloquear retrovirus agresivos, sino también a "introducir" deliberadamente los genes necesarios, y la terapia génica pasará de un sueño a una realidad.

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Y ahora se lee el genoma K. Venter dijo que comprender el genoma llevará cientos de años. Después de todo, todavía no conocemos las funciones y el papel de más de 25 mil genes. Y ni siquiera sabemos cómo abordar la solución de este problema, ya que la mayoría de los genes son simplemente "silenciosos" en el genoma, sin manifestarse de ninguna manera. Debe tenerse en cuenta que el genoma ha acumulado una gran cantidad de pseudogenes y genes, "mutantes", que también están inactivos. Parece que las secuencias no codificantes son, por así decirlo, un aislante de genes activos. Al mismo tiempo, aunque no tenemos demasiados genes, proporcionan síntesis de hasta 1 millón (!) De varias proteínas. ¿Cómo se logra esto con un conjunto de genes tan limitado?

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Y ahora se lee el genoma. Resultó que hay un mecanismo especial en nuestro genoma: el empalme alternativo. Consiste en lo siguiente. Se sintetizan diferentes i-ARN alternativos en la plantilla del mismo ADN. Empalme significa "escisión", cuando se forman diferentes moléculas de ARN, que, por así decirlo, "dividen" un gen en diferentes variantes. Esto conduce a una variedad inimaginable de proteínas con un conjunto limitado de genes.El funcionamiento del genoma humano, como todos los mamíferos, está regulado por varios factores de transcripción, proteínas especiales. Estas proteínas se unen a la parte reguladora del gen (promotor) y así regulan su actividad. Los mismos factores pueden manifestarse de diferentes formas en diferentes tejidos. Una persona tiene sus propios factores de transcripción, inherentes solo a él. Los científicos aún tienen que identificar estas características puramente humanas del genoma.

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SNP Existe otro mecanismo de diversidad genética, que se reveló solo en el proceso de lectura del genoma. Este es un polimorfismo de nucleótidos singular, o los denominados factores SNP. El polimorfismo en genética es una situación en la que los genes del mismo rasgo existen en diferentes versiones. Un ejemplo de polimorfismo, o, en otras palabras, alelos múltiples, son los grupos sanguíneos, cuando las variantes de los genes A, B u O pueden ubicarse en un locus (sitio) cromosómico. Singularidad en latín significa soledad, algo único. SNP es un cambio en la "letra" del código genético sin "consecuencias para la salud". Se cree que en humanos, SNP ocurre con una frecuencia del 0.1%, es decir cada persona se diferencia de las demás en un nucleótido por cada mil nucleótidos. En los chimpancés, que es una especie más antigua y, además, mucho más heterogénea, el número de SNP al comparar dos individuos distintos alcanza el 0,4%.

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SNP Pero la importancia práctica de SNP también es grande. Quizás no todos sepan que hoy en día los medicamentos más comunes son efectivos para no más de una cuarta parte de la población. Las mínimas diferencias genéticas debidas a los SNP determinan la eficacia de los fármacos y su tolerancia en cada caso concreto. Por tanto, se identificaron 16 EA específicos en pacientes diabéticos. En total, al analizar el cromosoma 22, se determinó la ubicación de 2730 SNP. En uno de los genes que codifican la síntesis del receptor de adrenalina, se han identificado 13 SNP que pueden combinarse entre sí dando 8192 variantes (haplotipos) diferentes, pero aún no está claro qué tan pronto y de forma completa se utilizará esta información. Mientras tanto, aquí hay otro ejemplo específico: entre los asmáticos, el medicamento albuterol es bastante popular, que interactúa con el receptor de adrenalina especificado y suprime un ataque de asma. Sin embargo, debido a la variedad de haplotipos de personas, el medicamento no funciona para todos y para algunos pacientes generalmente está contraindicado. Esto se debe al SNP: las personas con una secuencia de letras en uno de los genes TCTCT (T-timina, C-citosina) no reaccionan al albuterol, pero si la citosina terminal es reemplazada por guanina (TCTCG), entonces hay una reacción, pero parcial. Para las personas con timina en lugar de la citosina terminal en esta región, TCTCT, ¡el medicamento es tóxico!

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Proteómica Esta rama completamente nueva de la biología, que estudia la estructura y función de las proteínas y las relaciones entre ellas, lleva el nombre de la genómica, que se ocupa del genoma humano. El mismo nacimiento de la proteómica ya explica por qué se necesitaba el programa Genoma Humano. Expliquemos como ejemplo la perspectiva de una nueva dirección: en el lejano 1962, junto con Watson y Crick, John Kendrew y Max Perutz fueron invitados de Cambridge a Estocolmo. Fueron galardonados con el Premio Nobel de Química por primera vez que descifraron la estructura tridimensional de las proteínas mioglobina y hemoglobina, responsables del transporte de oxígeno en músculos y eritrocitos, respectivamente.

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Proteomics Proteomics permite agilizar y reducir el coste de estos trabajos. K. Venter señaló que pasó 10 años aislando y secuenciando el gen del receptor de adrenalina humano, pero ahora su laboratorio dedica 15 segundos a esto. A mediados de los 90. Encontrar la "dirección" de un gen en los cromosomas tomó 5 años, a finales de los 90, seis meses, y en 2001, ¡una semana! Por cierto, la información sobre los SNP, de los que ya hay millones, ayuda a acelerar la determinación de la posición del gen. El análisis del genoma permitió aislar el gen ACE-2, que codifica un gen más extendido y eficaz variante de la enzima. Luego se determinó la estructura virtual del producto proteico, luego de lo cual se seleccionaron los químicos que se unen activamente a la proteína ACE-2. Entonces, se encontró un nuevo medicamento contra la presión arterial, ¡y en la mitad del tiempo y solo por $ 200 en lugar de $ 500 millones!

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Proteómica Admitimos que este fue un ejemplo del período "pregenómico". Ahora, después de leer el genoma, la proteómica pasa a primer plano, cuyo objetivo es lidiar rápidamente con el millón de proteínas que potencialmente pueden existir en nuestras células. La proteómica permitirá diagnosticar más a fondo las anomalías genéticas y bloquear el efecto adverso de las proteínas mutantes en la célula. Con el tiempo, será posible planificar y "corregir" los genes.

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El genoma contiene la información biológica necesaria para construir y mantener un organismo. La mayoría de los genomas, incluido el genoma humano y los genomas de todas las demás formas de vida celular, se construyen a partir de ADN, pero algunos virus tienen genomas de ARN. El genoma es una colección de material hereditario contenido en una célula de un organismo.

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En los humanos, el genoma consta de 23 pares de cromosomas ubicados en el núcleo, así como ADN mitocondrial. Veintidós cromosomas autosómicos, dos cromosomas sexuales X e Y, y el ADN mitocondrial humano contienen juntos aproximadamente 3,1 mil millones de pares de bases.

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El término "genoma" fue propuesto por Hans Winkler en 1920 en su trabajo sobre híbridos de plantas anfidiploides interespecíficos para describir el conjunto de genes contenidos en el conjunto haploide de cromosomas de organismos de la misma especie biológica.

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Secuencias reguladoras Hay muchas secuencias diferentes que se encuentran en el genoma humano que son responsables de la regulación genética. La regulación se refiere al control de la expresión génica (el proceso de construcción de ARN mensajero a lo largo de una porción de la molécula de ADN). Suelen ser secuencias cortas adyacentes al gen o dentro del gen.

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La identificación de secuencias reguladoras en el genoma humano se basó parcialmente en el conservadurismo evolutivo (la propiedad de preservar importantes fragmentos de la secuencia cromosómica que corresponden aproximadamente a la misma función). Según algunas hipótesis, en el árbol evolutivo, la rama que separa a los humanos de los ratones apareció hace aproximadamente 70-90 millones de años.

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El tamaño del genoma es el número total de pares de bases de ADN en una copia del genoma haploide. Los tamaños de los genomas de organismos de diferentes especies difieren significativamente entre sí y, al mismo tiempo, a menudo no existe correlación (relación estadística de dos o más variables aleatorias) entre el nivel de complejidad evolutiva de una especie biológica y el tamaño. de su genoma.

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Organización de los genomas en eucariotas En eucariotas, los genomas están ubicados en el núcleo (cariomas) y contienen de varios a muchos cromosomas filamentosos.

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Procariotas En los procariotas, el ADN está presente en forma de moléculas circulares. Los genomas procariotas son generalmente mucho más pequeños que los de los eucariotas. Contienen partes no codificantes relativamente pequeñas (5-20%).

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El genoma humano. PROGRAMA DE GENOMA HUMANO. Comenzó en 1998 Para el año 2000, el genoma humano se leyó con una precisión 10 veces menor de la necesaria (no más de 1 error por cada 10,000 nucleótidos).

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Genoma humano

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Transcripción de la presentación

Iniciado en 1998 Para el año 2000, el genoma humano se leyó con una precisión 10 veces menor de lo necesario (no más de 1 error por cada 10,000 nucleótidos). La firma comercial Selera completó el proyecto en 9 meses y 10 días y lo informó en vísperas del Congreso en Vancouver, donde fueron presentados datos de desempeño del programa por la Comunidad Internacional de Científicos

Nucleótidos recolectados de una persona en 25 volúmenes: 22 autosomas, cromosomas X e Y y un cromosoma M En el genoma humano hay 3500 millones de pares de bases de la paradoja C; el ADN del genoma humano es el mismo que en guisantes y maíz, pero en 5 veces menos que las cebollas y 20 veces menos que el pino Las ranas, los sapos y los tritones son campeones en términos de contenido de ADN en el genoma, tienen aproximadamente 25 veces más ADN que cualquiera de las especies de mamíferos

En los seres humanos, 10 a la 14 potencia de las células y 25 mil genes El uso económico de los genes se logra mediante el empalme alternativo. Ejemplo: el empalme alternativo en el gen Bcl-x da dos formas de la proteína. Bcl-xL desencadena la apoptosis y Bcl-xS inhibe

31 780 genes según el Proyecto Internacional 39 114 genes según org comercial. Selera 120,000 - William Hoseltime 140,000 Insight El proteoma humano contiene más de 250,000 proteínas El genoma de organismos complejos contiene más genes para enzimas y proteínas involucradas en la modificación de proteínas postraduccionales

El genoma constituyente es un conjunto de genes estructurales que es universal para diferentes sistemas. Se trata de secuencias de ADN únicas, incluidos genes estructurales flanqueantes. Opcional: secuencias repetidas, elementos móviles caracterizados por la variabilidad de la composición y la posición.

Parte codificante del ADN - menos del 10% de genes que codifican proteínas - 2% de genes que codifican ARN - 20% de ADN no codificante - secuencias únicas que flanquean genes estructurales, secuencias repetidas, transposones y ADN cuya función no está identificada, intrones El proteoma humano es 250.000 proteínas Lista preparada 923 genes que causan enfermedades hereditarias monogénicas o aumentan la probabilidad de desarrollar una enfermedad El ADN humano y del chimpancé son 99% idénticos

casarse La longitud del gen es de 27000 pb. Este gen promedio contiene 9 exones, 8 intrones, 3400 pb cada uno. Los genes más cortos contienen aproximadamente 20 pb. (genes de endorfinas) El gen más grande es el gen de la distrofina - 2,4 millones de pb. Resulta que menos del 1,5% del ADN está involucrado en la codificación, es decir, 3 cm de 2 m

Secuencias en el ADN Número total 5 millones, 50% del genoma Repeticiones invertidas o palíndromos (rara vez sostengo una colilla con la mano) Las repeticiones simples en tándem son satélites, en el genoma humano hay 6 tipos de tales repeticiones 42 pb. - en 7 cromosomas diferentes 5 pb - en 4 cromosomas diferentes 5 pb - 171 pb en 20 cromosomas diferentes –Α-satélites 68 pb –Β-satélites 220 pb. - γ-satélites Microsatélites - 1.2.3. - repite ocupando el 0,5% del genoma

Repetidas 50 - 400 veces Repeticiones dispersas - no tienen un registro permanente, pueden cambiar la posición LINE - dl. las repeticiones dispersas codifican 2 proteínas que proporcionan movimiento Alu: 300 pb cortos. repeticiones dispersas, hay alrededor de 1 millón de ellas en el genoma. Puede estar en genes. Entonces, en el gen del factor 8 en la hemofilia hay una repetición Alu

Genes cuyos productos son similares a las proteínas bacterianas. Se supone que esto es el resultado de la transferencia horizontal de genes. El 1% del genoma humano está representado por retrovirus endógenos. La complicación del genoma humano no se debió a un aumento en el número de genes, sino a la complicación de la regulación mecanismos, empalme alternativo, edición de ARN, etc. Mecanismos que conducen a un aumento de la abundancia y diversidad del proteoma

MGE y repeticiones moderadas ADN satélite 1% 10% 20% 50% Genes - 90% Genes - 30% Exones - 1.5% Procariota (E. coli) Eucariota (humano)

GENOMA HUMANO Genoma nuclear ~ 3000 Mb 25-30000 genes Genoma mitocondrial 16.6 kb 37 genes 30% 70% Genes y relaciones de secuencia ADN intergénico Gen Dvar-ARN 22 Gen t-ARN 13 genes de proteína 70% 30% Copias únicas o múltiples 10% 90 % Altamente repetido Moderadamente repetido ADN codificante ADN no codificante Repeticiones en tándem y otros fragmentos de genes Pseudogenes Introns, regul. sitios Elementos móviles

Exones: 1,5% Elementos móviles> 50%

Genes que tienen un origen común y similares, aunque no tienen la misma función. A menudo se organizan en grupos, aunque pueden estar dispersos por todo el genoma. Grupo de 5 genes de la subunidad α en el cromosoma 16 Intrones Exones Grupo de 7 genes de la subunidad β en el cromosoma 11

Número de pseudogenes ya descubiertos ~ 20.000 Dos tipos: procesados ​​70% sin procesar 30% Los pseudogenes procesados ​​son una copia del gen de ARNm maduro; carecen de intrones y suelen tener una cola poliA Torrents et al. Genome Res. 2003 13: 2559-67.

Ratón y humano

Los nombres reflejan su propiedad principal - no tienen un registro permanente en el genoma - vagabundo, gitano, Beagle, Magallanes, pulga, turista, Ulises, etc. Los transposones son omnipresentes: las bacterias y los eucariotas los tienen. Los transposones se mueven de 2 formas, cortándolos de un lugar e incrustándolos en otro, formando una copia que se inserta en un lugar nuevo. En este caso, los elementos móviles se multiplican

Grupos Transposones Retrotransposones 1ra forma de movimiento 2da forma de movimiento Para mover los retrotransposones, se requiere la enzima integrasa, que corta el ADN antes de la inserción y el elemento L1, en el genoma humano constituye el 20% del ADN total Los transposones pueden contener aislantes

Transposones Mutagénesis de inserción: el 80% de las mutaciones en Drosophila están asociadas con el movimiento de la mafia. Elementos Cambio en la expresión génica debido a la presencia de elementos reguladores en los transposones 3. Aberraciones cromosómicas (inversiones, deleciones) 4. Pueden cambiar los límites de los genes introduciéndose en el bucle de ADN e imitando el efecto de un aislante

Genes convencionales 1948 - Barbara McClintock, ME en maíz 1976 - G.P. Georgiev, D. Hogness, ME en Drosophila está representado en el genoma por una copia Los genes tienen un lugar constante en un determinado cromosoma, el número de copias en diferentes individuos es diferente, de 0 a decenas y cientos. Los elementos móviles pueden cambiar su lugar , moviéndose a nuevos loci del mismo cromosoma u otros

Líneas de glándulas salivales Uc-1 y flr3 Drosophila melanogaster flr3 Uc1-66- # 5 L.P. Zakharenko

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