3,088 matches
-
Genomul conține informația necesară pentru dezvoltarea, apoi pentru reproducerea organismului. Deci, talia genomului este direct proportională cu complexitatea organismului. Însă, de mai bine de 40 de ani (Mirsky și Ris, 1951, citați de CavalierSmith în 1985), se știe că talia genomului nu este în relație directă cu complexitatea unui organism, nici cu numărul de gene pe care îl deține acesta. De exemplu, la eucariotele unicelulare, mărimea genomului variază între 9Mb (la drojdia Saccharomyces cerevisiae) până la 700 000 Mb (la amiba Amoeba
Prelegeri academice by ION I. BĂRA, ALINA BELŢIC, CSILLA IULIANA BĂRA () [Corola-publishinghouse/Science/91809_a_92373]
-
ani (Mirsky și Ris, 1951, citați de CavalierSmith în 1985), se știe că talia genomului nu este în relație directă cu complexitatea unui organism, nici cu numărul de gene pe care îl deține acesta. De exemplu, la eucariotele unicelulare, mărimea genomului variază între 9Mb (la drojdia Saccharomyces cerevisiae) până la 700 000 Mb (la amiba Amoeba dubia), fiind un raport de aproximativ 80 000 între acestea. Printre amfibieni, cantitatea de ADN variază de la 1 la 100, broasca râioasă Xenopus laevis având un
Prelegeri academice by ION I. BĂRA, ALINA BELŢIC, CSILLA IULIANA BĂRA () [Corola-publishinghouse/Science/91809_a_92373]
-
variază între 9Mb (la drojdia Saccharomyces cerevisiae) până la 700 000 Mb (la amiba Amoeba dubia), fiind un raport de aproximativ 80 000 între acestea. Printre amfibieni, cantitatea de ADN variază de la 1 la 100, broasca râioasă Xenopus laevis având un genom de aproximativ aceiași mărime cu cel al omului (3400 Mb), de 30 de ori mai mic decât cel al salamandrei, Necturus maculosus (102 500 Mb). În zilele noastre, la vertebrate, cele mai mici genomuri cunoscute sunt cele de la peștii actinopterigieni
Prelegeri academice by ION I. BĂRA, ALINA BELŢIC, CSILLA IULIANA BĂRA () [Corola-publishinghouse/Science/91809_a_92373]
-
broasca râioasă Xenopus laevis având un genom de aproximativ aceiași mărime cu cel al omului (3400 Mb), de 30 de ori mai mic decât cel al salamandrei, Necturus maculosus (102 500 Mb). În zilele noastre, la vertebrate, cele mai mici genomuri cunoscute sunt cele de la peștii actinopterigieni tetraodontiformi (de la 400 până la 500 Mb), iar cel mai mare este cel al peștelui dipneu Protopterus aethiopicus (147000 Mb). Cu toate acestea, organisme ce prezintă o complexitate similară posedă un genom de mărime extrem de
Prelegeri academice by ION I. BĂRA, ALINA BELŢIC, CSILLA IULIANA BĂRA () [Corola-publishinghouse/Science/91809_a_92373]
-
cele mai mici genomuri cunoscute sunt cele de la peștii actinopterigieni tetraodontiformi (de la 400 până la 500 Mb), iar cel mai mare este cel al peștelui dipneu Protopterus aethiopicus (147000 Mb). Cu toate acestea, organisme ce prezintă o complexitate similară posedă un genom de mărime extrem de diferită. Absența acestei corelații dintre mărimea genomului și complexitatea organismelor este cunoscută în literatură sub denumirea de paradoxul valorii lui C. În contrast cu mărimea genomului, numărul de gene ce codifică sinteza de proteine pare a fi corelat cu
Prelegeri academice by ION I. BĂRA, ALINA BELŢIC, CSILLA IULIANA BĂRA () [Corola-publishinghouse/Science/91809_a_92373]
-
tetraodontiformi (de la 400 până la 500 Mb), iar cel mai mare este cel al peștelui dipneu Protopterus aethiopicus (147000 Mb). Cu toate acestea, organisme ce prezintă o complexitate similară posedă un genom de mărime extrem de diferită. Absența acestei corelații dintre mărimea genomului și complexitatea organismelor este cunoscută în literatură sub denumirea de paradoxul valorii lui C. În contrast cu mărimea genomului, numărul de gene ce codifică sinteza de proteine pare a fi corelat cu gradul de complexitate al organismelor. Printre eucariote, numărul de gene
Prelegeri academice by ION I. BĂRA, ALINA BELŢIC, CSILLA IULIANA BĂRA () [Corola-publishinghouse/Science/91809_a_92373]
-
147000 Mb). Cu toate acestea, organisme ce prezintă o complexitate similară posedă un genom de mărime extrem de diferită. Absența acestei corelații dintre mărimea genomului și complexitatea organismelor este cunoscută în literatură sub denumirea de paradoxul valorii lui C. În contrast cu mărimea genomului, numărul de gene ce codifică sinteza de proteine pare a fi corelat cu gradul de complexitate al organismelor. Printre eucariote, numărul de gene ce codifică sinteza de proteine variază în jur valorii de 7000 la drojdii (levuri) (calculată de către Dujon
Prelegeri academice by ION I. BĂRA, ALINA BELŢIC, CSILLA IULIANA BĂRA () [Corola-publishinghouse/Science/91809_a_92373]
-
Dujon, 1994), și până la 100 000 maxim la mamifere (Fields, 1994). Această variație de aproximativ 15 ori între numărul de gene ce codifică sinteza proteinelor este în mod clar insuficientă pentru a explica variația de 300 de ori a taliei genomului acestor organisme. Celelalte unități funcționale (gene ale ARN-ului structural, origini ale replicării, situsuri de recombinare, etc.) nu contribuie semnificativ la mărimea genomului. În sfârșit, variațiile esențiale ale taliei genomului se datorează ADN-ului nefuncțional. Altfel spus, o mare parte
Prelegeri academice by ION I. BĂRA, ALINA BELŢIC, CSILLA IULIANA BĂRA () [Corola-publishinghouse/Science/91809_a_92373]
-
sinteza proteinelor este în mod clar insuficientă pentru a explica variația de 300 de ori a taliei genomului acestor organisme. Celelalte unități funcționale (gene ale ARN-ului structural, origini ale replicării, situsuri de recombinare, etc.) nu contribuie semnificativ la mărimea genomului. În sfârșit, variațiile esențiale ale taliei genomului se datorează ADN-ului nefuncțional. Altfel spus, o mare parte din genomul eucariotelor nu conține informație genetică. La vertebrate cantitatea de ADN ce nu codifică sinteza de proteine (ADN non-codant) reprezintă 65% (tetraodontiformes
Prelegeri academice by ION I. BĂRA, ALINA BELŢIC, CSILLA IULIANA BĂRA () [Corola-publishinghouse/Science/91809_a_92373]
-
pentru a explica variația de 300 de ori a taliei genomului acestor organisme. Celelalte unități funcționale (gene ale ARN-ului structural, origini ale replicării, situsuri de recombinare, etc.) nu contribuie semnificativ la mărimea genomului. În sfârșit, variațiile esențiale ale taliei genomului se datorează ADN-ului nefuncțional. Altfel spus, o mare parte din genomul eucariotelor nu conține informație genetică. La vertebrate cantitatea de ADN ce nu codifică sinteza de proteine (ADN non-codant) reprezintă 65% (tetraodontiformes) și până la 99,9% din genom (Protopterus
Prelegeri academice by ION I. BĂRA, ALINA BELŢIC, CSILLA IULIANA BĂRA () [Corola-publishinghouse/Science/91809_a_92373]
-
organisme. Celelalte unități funcționale (gene ale ARN-ului structural, origini ale replicării, situsuri de recombinare, etc.) nu contribuie semnificativ la mărimea genomului. În sfârșit, variațiile esențiale ale taliei genomului se datorează ADN-ului nefuncțional. Altfel spus, o mare parte din genomul eucariotelor nu conține informație genetică. La vertebrate cantitatea de ADN ce nu codifică sinteza de proteine (ADN non-codant) reprezintă 65% (tetraodontiformes) și până la 99,9% din genom (Protopterus aethiopicus). În celulă, molecula de ADN este asociată cu proteine și molecule
Prelegeri academice by ION I. BĂRA, ALINA BELŢIC, CSILLA IULIANA BĂRA () [Corola-publishinghouse/Science/91809_a_92373]
-
taliei genomului se datorează ADN-ului nefuncțional. Altfel spus, o mare parte din genomul eucariotelor nu conține informație genetică. La vertebrate cantitatea de ADN ce nu codifică sinteza de proteine (ADN non-codant) reprezintă 65% (tetraodontiformes) și până la 99,9% din genom (Protopterus aethiopicus). În celulă, molecula de ADN este asociată cu proteine și molecule de ARN pentru a forma cromatina. În interfaza mitotică, cromatina ocupă tot spațiul nuclear limitat de membrana celulară. Există două tipuri de cromatină: cromatina condensată, sau heterocromatina
Prelegeri academice by ION I. BĂRA, ALINA BELŢIC, CSILLA IULIANA BĂRA () [Corola-publishinghouse/Science/91809_a_92373]
-
în special, la nivelul centromerilor și al telomerilor. Genele structurale sunt localizate în eucromatină și în heterocomatina facultativă. În timpul mitozei, membrana nucleară se rupe, iar cromatina condensează progresiv și duce la individualizarea cromozomilor. După duplicarea genelor, ca urmare a duplicării genomului sau a duplicării locale, sunt posibile două scenarii: (1) fiecare genă posedă o funcție specifică sau (2) una din cele doua copii devine non-funcțională (pseudogenă). În cazul genomului de la broasca râioasa Xenopus laevis care a suferit o duplicare acum 30
Prelegeri academice by ION I. BĂRA, ALINA BELŢIC, CSILLA IULIANA BĂRA () [Corola-publishinghouse/Science/91809_a_92373]
-
și duce la individualizarea cromozomilor. După duplicarea genelor, ca urmare a duplicării genomului sau a duplicării locale, sunt posibile două scenarii: (1) fiecare genă posedă o funcție specifică sau (2) una din cele doua copii devine non-funcțională (pseudogenă). În cazul genomului de la broasca râioasa Xenopus laevis care a suferit o duplicare acum 30 de milioane de ani, 77% din genele duplicate au rămas funcționale. Secvențele non-funcționale acumulează mutații fără a fi supuse selecției naturale. Așadar, pseudogenele și mai departe elementele repetate
Prelegeri academice by ION I. BĂRA, ALINA BELŢIC, CSILLA IULIANA BĂRA () [Corola-publishinghouse/Science/91809_a_92373]
-
a celor două secvențe omoloage trebuie să fie de ordinul a 30% la 300 milioane de ani după ce acestea se despart (ținem cont de substituțiile multiple), sunt aproximativ aceleași ca și între secvențele neînrudite. Secvențele unice, ce constituie 60% din genomul uman conțin doar 3%-7% exoni. Astfel, chiar și printre secvențele unice, proporția secvențelor funcționale este foarte scăzută. Majoritatea moleculelor de ADN unic derivă, probabil, din secvențele repetate și din pseudogene, motiv pentru care structura nu mai este în ziua
Prelegeri academice by ION I. BĂRA, ALINA BELŢIC, CSILLA IULIANA BĂRA () [Corola-publishinghouse/Science/91809_a_92373]
-
din pseudogene, motiv pentru care structura nu mai este în ziua de azi identificabilă datorită mutațiilor. Cromozomii metafazici nu reprezintă decât un stadiu particular al ciclului celular, în timpul căruia este super condensată și nu este transcrisă. Pentru a înțelege funcționarea genomului, este esențial să studiem organizarea cromatinei în nucleul aflat în interfază. Timp îndelungat nucleul a fost considerat ca fiind un mijloc lichid în care factorii proteici difuzează liber, iar fibrele de cromatină sunt sub controlul hazardului. Diferite funcții sugerează însă
Prelegeri academice by ION I. BĂRA, ALINA BELŢIC, CSILLA IULIANA BĂRA () [Corola-publishinghouse/Science/91809_a_92373]
-
organism (este neutru). ADN-ul non-genic este parazit sau egoist (selfish DNA) (Őstergen,1945, Orgel și Crick 1980, Doolittle și Sapienza, 1980). Aceste fragmentede ADN nu au nici o funcție; ele se acumulează în cromozomi pentru că ei sunt adaptați la invadarea genomului (conceptul selecției intragenomice). Aceste date par să contrazică primele ipoteze. Analizele comparative au demonstrat că greutatea ADN-ului non-genic este foarte variabilă de la o specie la alta (și uneori chiar și la aceeași specie) și că acesta secvențe evoluează foarte
Prelegeri academice by ION I. BĂRA, ALINA BELŢIC, CSILLA IULIANA BĂRA () [Corola-publishinghouse/Science/91809_a_92373]
-
consecință asupra fenotipului. În final, acumularea secvențelor aparent non-genice poate corespunde unei strategii ce vizează menținerea unei rezerve de secvențe funcționale redundante. Ipoteza lui Cavalier-Smith (1985) este că ADN-ul joacă un rol structural în determinarea volumului nuclear. Creșterea taliei genomului poate corespunde chiar unei strategii adaptative a organismelor cu slab nivel metabolic ca la salamandre de exemplu. După Scherrer (1989), ADN-ul genomic poate juca un rol fundamental în determinarea arhitecturii celulare. Aceste prime două ipoteze repun ideea că excesul
Prelegeri academice by ION I. BĂRA, ALINA BELŢIC, CSILLA IULIANA BĂRA () [Corola-publishinghouse/Science/91809_a_92373]
-
1989), ADN-ul genomic poate juca un rol fundamental în determinarea arhitecturii celulare. Aceste prime două ipoteze repun ideea că excesul de ADN este dezavantajos pentru organism. Într-adevar, ADN-ul non-genic reprezintă un adevărat preț metabolic, notat în cazul genomurilor foarte mari. Mai mult, s-a arătat că genomurile mari sunt proporțional mai sensibile la mutageneze decât cele mici. Conform lui Cavalier-Smith, ADN-ul extra non-funcțional, non-genic, va fi întotdeauna dăunător, și selecționat deopotrivă, si așa numita selecție-opusă va fi
Prelegeri academice by ION I. BĂRA, ALINA BELŢIC, CSILLA IULIANA BĂRA () [Corola-publishinghouse/Science/91809_a_92373]
-
în determinarea arhitecturii celulare. Aceste prime două ipoteze repun ideea că excesul de ADN este dezavantajos pentru organism. Într-adevar, ADN-ul non-genic reprezintă un adevărat preț metabolic, notat în cazul genomurilor foarte mari. Mai mult, s-a arătat că genomurile mari sunt proporțional mai sensibile la mutageneze decât cele mici. Conform lui Cavalier-Smith, ADN-ul extra non-funcțional, non-genic, va fi întotdeauna dăunător, și selecționat deopotrivă, si așa numita selecție-opusă va fi mai puternică în celulele cu un genom mare. Adaosurile
Prelegeri academice by ION I. BĂRA, ALINA BELŢIC, CSILLA IULIANA BĂRA () [Corola-publishinghouse/Science/91809_a_92373]
-
arătat că genomurile mari sunt proporțional mai sensibile la mutageneze decât cele mici. Conform lui Cavalier-Smith, ADN-ul extra non-funcțional, non-genic, va fi întotdeauna dăunător, și selecționat deopotrivă, si așa numita selecție-opusă va fi mai puternică în celulele cu un genom mare. Adaosurile evolutive în mărimea genomului pot avea loc doar dacă există o forță evolutivă pozitivă care să contrabalanseze aceste dezavantaje. Efectiv, la organismele unicelulare ce se înmulțesc rapid (bacterii, levuri, etc.) genomul este foarte compact pentru a minimaliza costurile
Prelegeri academice by ION I. BĂRA, ALINA BELŢIC, CSILLA IULIANA BĂRA () [Corola-publishinghouse/Science/91809_a_92373]
-
mai sensibile la mutageneze decât cele mici. Conform lui Cavalier-Smith, ADN-ul extra non-funcțional, non-genic, va fi întotdeauna dăunător, și selecționat deopotrivă, si așa numita selecție-opusă va fi mai puternică în celulele cu un genom mare. Adaosurile evolutive în mărimea genomului pot avea loc doar dacă există o forță evolutivă pozitivă care să contrabalanseze aceste dezavantaje. Efectiv, la organismele unicelulare ce se înmulțesc rapid (bacterii, levuri, etc.) genomul este foarte compact pentru a minimaliza costurile energetice, în nutrimente și timpul necesar
Prelegeri academice by ION I. BĂRA, ALINA BELŢIC, CSILLA IULIANA BĂRA () [Corola-publishinghouse/Science/91809_a_92373]
-
fi mai puternică în celulele cu un genom mare. Adaosurile evolutive în mărimea genomului pot avea loc doar dacă există o forță evolutivă pozitivă care să contrabalanseze aceste dezavantaje. Efectiv, la organismele unicelulare ce se înmulțesc rapid (bacterii, levuri, etc.) genomul este foarte compact pentru a minimaliza costurile energetice, în nutrimente și timpul necesar replicării cromozomilor. Dar constrângerile selective sunt foarte diferite la eucariotele pluricelulare, și este dificil de cuatificat impactul excesului de ADN asupra sănătății, fiind la fel de clar că acest
Prelegeri academice by ION I. BĂRA, ALINA BELŢIC, CSILLA IULIANA BĂRA () [Corola-publishinghouse/Science/91809_a_92373]
-
ci în mod egal de mărimea populației. Așadar, un caracter ușor dezavantajos poate fi fixat într-o populație relativ mică. Este deci posibil ca mare parte din ADN-ul non-genic să fie inutil sau egoist. ASPECTE ALE EVOLUȚIEI GENELOR ȘI GENOMULUI Pentru a înțelege evoluția genomului, în ansamblu, este necesar să abordăm, mai întâi, aspecte implicate de „evoluția” la nivelul genelor. Există un procent scăzut de gene, în cadrul unui genom, afectate de constrângeri evolutive ce nu au acționat asupra genomului în
Prelegeri academice by ION I. BĂRA, ALINA BELŢIC, CSILLA IULIANA BĂRA () [Corola-publishinghouse/Science/91809_a_92373]
-
mărimea populației. Așadar, un caracter ușor dezavantajos poate fi fixat într-o populație relativ mică. Este deci posibil ca mare parte din ADN-ul non-genic să fie inutil sau egoist. ASPECTE ALE EVOLUȚIEI GENELOR ȘI GENOMULUI Pentru a înțelege evoluția genomului, în ansamblu, este necesar să abordăm, mai întâi, aspecte implicate de „evoluția” la nivelul genelor. Există un procent scăzut de gene, în cadrul unui genom, afectate de constrângeri evolutive ce nu au acționat asupra genomului în ansamblu. Dimpotrivă, evoluția genomului a
Prelegeri academice by ION I. BĂRA, ALINA BELŢIC, CSILLA IULIANA BĂRA () [Corola-publishinghouse/Science/91809_a_92373]