Gena og gagnas fn geg1103
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 18

Gena- og gagnas öfn (GEG1103) PowerPoint PPT Presentation


  • 96 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

Gena- og gagnas öfn (GEG1103). Fyrirlestrar 5 & 6 Stökkbreytingar Tíðni stökkbreytinga PAM og BLOSUM líkindafylkin. Lesefni. Stökkbreytingar: bls. 192 - ~200 í Hartwell et al. + um endurröðun, bls. 178-185 Tíðni stökkbreytinga; Jukes-Cantor og Kimura módelin: Krane & Raymer: kafli 3.

Download Presentation

Gena- og gagnas öfn (GEG1103)

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


Gena og gagnas fn geg1103

Gena- og gagnasöfn (GEG1103)

Fyrirlestrar 5 & 6

Stökkbreytingar

Tíðni stökkbreytinga

PAM og BLOSUM líkindafylkin


Lesefni

Lesefni

  • Stökkbreytingar: bls. 192 - ~200 í Hartwell et al. + um endurröðun, bls. 178-185

  • Tíðni stökkbreytinga; Jukes-Cantor og Kimura módelin: Krane & Raymer: kafli 3


Uppruni breytileika dna

Uppruni breytileika í DNA

Stökkbreytingar:

  • Villur við afritun DNA.

  • Breytingar af völdum geislunar eða utanaðkomandi efnasambanda.

  • Gerast að meðaltali ~510-6 sinnum per gen per kynslóð


St kkbreytingar

Stökkbreytingar

  • Afleiðingar punktbreytinga (point mutations)

    • Ofgnótt tákna breytingar geta orðið sem hafa engin áhrif: þögul stökkbreyting (silent mutation)

    • Ef STOP tákni myndast er talað um markleysubreytingu (nonsense mutation)

    • Mislestursbreyting (missense mutation): merking (sense) tákna breytist úr einni AS í aðra

  • SNP (single-nucleotide polymorphism): breytileiki í ttk. kirni í stofni


St kkbreytingar hrif byggingu dna

Stökkbreytingar: áhrif á byggingu DNA

  • Útskipti á basa (base-pair substitution, point mutation)

    • Þöglar (silent), mislesturs- (missense) og markleysubreytingar (nonsense)

  • Eyðing/innsetning basa eða basaraðar (insertion/deletion, indel)

    • Lesrammahöggun? (frame shift)

  • Endurröðun (recombination)

Dæmi um innsetningu.


Endurr un

Endurröðun

  • Skilyrði: einsleitt (identical, nearly identical) svæði þarf að vera til staðar á bæði gjafa og viðtaka

  • Sama ferli og litningavíxl (crossing over), en getur einnig gerst við t.d. innskot veirugena eða genatvöföldun

  • Flókið ferli - afurðir 25 gena koma við sögu í E. coli (sbr. bls. 178-185 í Hartwell et al.)

    • hefst á því að núkleasi opnar aðra DNA sameindina (nick)

    • önnur ensím rekja í sundur DNA þræðina á stuttum bút

    • RecA bindst við einþráðunginn og myndar komplex við viðtaka-DNA sameindina (strand invasion)

    • Misþáttungur (heteroduplex) myndast

    • DNApol fyllir upp í þar sem vantar kirni á annan þráðinn

    • Holliday junction myndast

    • Núkleasi klippir í HJ  tveir tvíþráðungar myndast

    • Lígasi lagfærir skörð (nicks)


Endurr un1

Endurröðun


St kkbreytingar hrif byggingu dna1

Stökkbreytingar: áhrif á byggingu DNA

  • Útskipti á basa (base-pair substitution, point mutation)

    • Þöglar (silent), mislesturs- (missense) og markleysubreytingar (nonsense)

  • Eyðing/innsetning basa eða basaraðar (insertion/deletion, indel)

    • Lesrammahöggun? (frame shift)

  • Endurröðun (recombination)

    • Genatvöföldun (gene duplication): gen „kópíerast“ af einum stað á annan

    • Brottfall (deletion): gensæti tapast úr litningi

      • Tap á arfblendni (loss of heterozygosity)

    • Tilfærsla innan eða á milli litninga.

      • Áhrif á tjáningu?

Genatvöföldun. Mynd frá Wikipedia.


St kkbreytingar hrif virkni genaafur ar

Stökkbreytingar: áhrif á virkni genaafurðar

  • Virkni tapast (loss-of-function mutation):

    • Genaafurðin (ensímið) hefur skerta virkni eða tapar virkni sinni alfarið

    • Oftast víkjandi

  • Ný virkni (gain-of-function mutation):

    • Genaafurðin fær breytta / nýja virkni

    • Gjarnan ríkjandi

  • Ríkjandi mótvirk stökkbreyting (antimorphic mutation)

    • Virkni genaafurðarinnar mótvirk (antagonistic) gagnvart villigerðinni

    • Gjarnan ríkjandi

  • Ólífvænleg stökkbreyting (lethal mutation)

    • Myndar svipgerð sem ekki getur fjölgað sér


Uppruni breytileika dna1

Uppruni breytileika í DNA

Stökkbreytingar:

  • Villur við afritun DNA.

  • Breytingar af völdum geislunar eða utanaðkomandi efnasambanda.

    Val: Skaðlegar breytingar hverfa fljótt úr stofninum. Skaðlausar og gagnlegar breytingar haldast – tíðni í stofni breytileg með tíma

    Festing (fixation): Það tekur tíma að stökkbreyting öðlist varanlegan sess (hafi stöðuga tíðni) í genasjóði (gene pool) stofns


T ni st kkbreytinga

Röð 2

Röð 1

AGGTATACCA

TGCTTTGCGC

AGGTTTTCGC

Röð X (ái)

Tíðni stökkbreytinga

  • Metum útfrá þekktum röðum (þekkjum ekki áann  vitum ekki raunverulegan fjölda stökkbreytinga á tíma T)

  • Berum saman tvær raðir og teljum þau stök sem ekki eru eins – köllum K


T ni st kkbreytinga1

Tíðni stökkbreytinga

  • En, náttúruvalið vinsar úr skaðlegar breytingar

  • Skaðlegar breytingar miklu líklegri en gagnlegar (eða skaðlausar)

  •  Sum gen, og sum hneppi (domains) / set (sites) í sama geni, eru geymnari en önnur


T ni st kkbreytinga2

Tíðni stökkbreytinga

  • Þöglar breytingar (samhljóða breytingar; synonymous substitutions) hafa engin áhrif á genaafurðina  náttúruvalinu er „alveg sama“ um þöglar breytingar

  • Punktbreytingar eru mis-líklegar til að hafa áhrif á genaafurðina eftir því hvar þær lenda í lesrammanum

  • Einbreytið set (nondegenerate site): set þar sem allar mögulegar punktbreytingar valda breytingu á amínósýruröð. Dæmi: fyrsta set í táknanum TTT ( fenýlalanín); ef breytt í CTT  leucín, ATT  ísóleucín, GTT  valín.

  • Tvíbreytið set (twofold degenerate site): set þar sem tvö kirni gefa sömu AS. Dæmi: þriðja set í táknanum GAT  aspartiksýra. GAC gefur líka aspartiksýru, en GAA og GAG gefa glútamiksýru.

  • Fjórbreytið set (fourfold degenerate site): set þar sem engin breyting skiptir máli. Dæmi: þriðja set í táknanum TTT.


L kan jukes og cantor

Líkan Jukes og Cantor

  • G.r.f. að allar mögulegar punktbreytingar séu jafn líklegar og verði með tíðni a

  • Tíðni stökkbreytinga í seti n er 3a

  • Gefum okkur að set n innihaldi C á tíma t0

  • Líkur á að set n innihaldi enn C á tíma t1 eru þá PCn(t1)=1-3a

  • Bakbreyting (reversion). Líkur á að í seti n breytist C í T á tíma t1 sem breytist svo aftur í C á tíma t2:

  • PCnt2=(1-3a)PCnt1+a(1-PTnt1)

  • Almennt fyrir tíma t:

  • PCnt=1/4+(3/4)e-4at

  • Raunverulegur fjöldi breytinga milli tveggja raða:

    K=-3/4ln[1-(4/3)(p)]

    þ.s. p er hluti (fraction) seta sem innihalda mismunandi kirni milli raðanna


L kan jukes og cantor1

Líkan Jukes og Cantor

Tíðni kirna í seti n á tíma t.

A G T CA 1-3aaaaGa1-3aaaTaa 1-3aaCaaa 1-3a

Líkur á að kirni X sé í seti n á tíma t.

A G T CA rsss G s r ssTs s rs C s s s r

r = (1+3e-4t)/4, s = (1- e-4t)/4.


L kan kimura

A

G

PURINES: A, G

PYRIMIDINES C, T

Transitions: AG; CT

Transversions: AC, AT,

CG, GT

C

T

Líkan Kimura

  • Punktbreytingar eru ekki allar jafn líklegar

  • Transition: Púrín  púrín; pýrimidín  pýrimidín

  • Transversion: Púrín  pýrimidín

  • Transition ~þrefalt algengari en transversion


L kan kimura1

Líkan Kimura

  • G.r.f. að tíðni transitions sé a og tíðni transversions sé b

  • Gefum okkur að set n innihaldi C á tíma t0

  • Líkur á að set n innihaldi enn C á tíma t1 eru þá PCn(t1)=1-a-2b

  • Bakbreyting (reversion). Líkur á að í seti n breytist C í T á tíma t1 sem breytist svo aftur í C á tíma t2:

    PCCnt2=(1-a-2b)PCCnt1+bPGCnt1+bPACnt1+aPTCnt1

  • Almennt fyrir tíma t:

  • PCCnt=1/4+(1/4)e-4bt+(1/2)e-2(a+b)t

  • Raunverulegur fjöldi breytinga milli tveggja raða:

    K=1/2ln[1/(1-2P-Q)]+1/4ln[1/(1-2Q)]

    þ.s. P er hluti (fraction) seta sem innihalda sitthvort púrínið/pýrimídínið milli raðanna og Q er hluti seta þar sem önnur röðin inniheldur púrín og hin pýrimídín


L kan kimura2

Líkan Kimura

Tíðni kirna í seti n á tíma t.

A G T CA 1-a-2bbabGb1-a-2bbaTab 1-a-2bbCbab 1-a-2b


  • Login