chromoz my a chromatin n.
Download
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
Chromozómy a chromatin PowerPoint Presentation
Download Presentation
Chromozómy a chromatin

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 24

Chromozómy a chromatin - PowerPoint PPT Presentation


  • 123 Views
  • Uploaded on

Chromozómy a chromatin. strukturní uspořádání genetické informace. Chromozómy. NOR: 18S- 5,8S- 26S rDNA. Karyotyp – počet, typy a velikosti chromozómů. Klasický karyotyp (metafáze). Flow karyotyp (značení FISH). Doležel et al. 1999. Telomery.

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'Chromozómy a chromatin' - liseli


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
chromoz my a chromatin

Chromozómy a chromatin

strukturní uspořádání genetické informace

slide2

Chromozómy

NOR: 18S- 5,8S- 26S rDNA

slide3

Karyotyp – počet, typy a velikosti chromozómů

Klasický karyotyp

(metafáze)

Flow karyotyp

(značení FISH)

Doležel et al. 1999

slide4

Telomery

DNA/proteinové struktury zajišťující stabilitu chromozómových konců

Repetitivní sekvence přidávaná telomerázou po replikaci

(TTTAGGG)n u Arabidopsis

U některých rostlin i typická savčí sekvence: (TTAGGG)n

slide5

Udržování délky telomer

telomeráza: prodlužuje konce chromozómů dle RNA templátu

- počet repetic se liší u druhů, vývojových stádií, typu buněk, ale i jednotlivých chromozómů

slide6

Centromery

- definovány přítomností CenH3

Typy: - bodové (125 bp, kvasinka Saccharomyces)

- holocentrické chromozómy (Cen H3 všude,

př. Luzula – umožňuje snadnou fragmentaci)

- klasické – různě rozsáhlá oblast heterochromatinu (repetice, TE)

- dány epigeneticky (neocentromery)

- různá síla u hybridů

((telocentrické, akrocentrické, metacentrické, submetacentrické))

slide7

Modifikací cetromerového histonu CenH3 u Arabidopsis

lze získat haploidní potomstvo

Ravi and Chan 2010

slide8

Chromozomální teritoria

oblast jádra, kde se nalézá určitý chromozóm

(po mitóze dekondenzace cca 2 hod, 2,5 x zvětšení)

Rablovo uspořádání chromozómů

centromery a telomery na opačných koncích

(u velikosti nad cca 500 Mb)

slide9

Experimentální doložení

existence chromozomálních teritórií

- značení chromozómů

či jejich částí pomocí FISH

poškození laserem a detekce reparace

Cremer and Cremer 2010

pohlavn chromoz my u rostlin
Pohlavní chromozómy u rostlin

- chromozómy zodpovědné za determinaci pohlaví - zodpovědný může být jeden či větší množství lokusů

  • U rostlin se pohlavnost vyvinula nezávisle a opakovaně u různých taxonů (celkově 5% druhů, u 75% čeledí)
  • - játrovky, jinan, silenka, šťovík, chmel, topol, …
  • Morfologické členění pohlavních chromosómů:
  • homomorfní
  • heteromorfní
  • - polymorfní - více než dva typy
  • Rumex acetosa: male XY1Y2, female XX
  • Humulus lupulus var. cordiflorus: male X1X2Y1Y2, female X1X1X2X2
slide11

Evoluce pohlavních chromozómů

Podmínka vzniku – vznik mutací vedoucích k samčí a samičí sterilitě u dvou lokusů v poměrně silné vazbě (mezistupeň gynodioecie)

(model samice XX – X nese nefunkční alelu genu nutnou pro vývoj samčích pohlavních orgánů

samec XY – Y nese gen potlačující tvorbu samičích orgánů ve vazbě s funkčí alelou pro tvorbu samčích)

Evolučně mladé – homomorfní (rekombinace omezena jen na části)

Degenerací (inverze, kumulace repetitivních sekvencí a TE, delece) vznikají heteromorfní – zprvu nárůst, pak redukce

Rozpadem (translokacemi) mohou vznikat polymorfní

Polyploidie znesnadňuje vytvoření

dvoudomosti!

U pohlavních chromozómů chybí některé TE!

slide12

Chromatin (Walther Flemming 1882)

= DNA + asociované proteiny

euchromatin x heterochromatin

heterochromatin fakultativní x konstitutivní

slide13

Chromatin

(DNA + asociované proteiny)

Genetická informace = sekvence DNA

- regulační, protein-kódující, RNA-kódující

Epigenetická informace

- přístupnost interagujících proteinů, transkripční aktivita

transkripčně aktivní transkripčně neaktivní

rozvolněný, přístupný kompaktní, nepřístupný

slide14

Epigenetické modifikace chromatinu

- mitoticky a/nebo meioticky dědičné změny v aktivitě genů

- nemohou být vysvětleny změnami v primární sekvenci DNA - kovalentní úpravy chromatinu neměnící sekvenci DNA

- metylace DNA

- posttranslační modifikace histonů VZÁJEMNÁ PROVÁZANOST!

- typy histonů

euchromatin heterochromatin

slide15

Nukleozóm

oktamer histonů (malé bazické proteiny):

2 x H2A, 2 x H2B, (2 x H3, 2 x H4)

+ 147 bp DNA

VARIABILNÍ SLOŽENÍ:

- varianty jednotlivých histonů (CenH3, H3.3, H2A.Z, …)

- posttranslační modifikace histonů

slide16

Struktura 30nm vlákna

Solenoid nebo ZigZag?

- stále nejasné

solenoid

Li and Reinberg 2011

slide17

Vyšší strukturní úrovně chromatinu

  • smyčky s aktivně transkribovanými geny
  • nedostatečně prozkoumané
  • MARs (matrix attachment regions)
  • také SARs (scaffold attachment reg.)
    • ukotvují oblasti kolem kódujících oblastí (funkčních genů) k bílkovinné matrix chromozómu nebo jaderné matrix interfázního jádra
    • AT bohaté, kolokalizují s „izolátory“
    • (sekvence bránící šíření heterochromatinu)
    • vzdáleny vzájemně 3kb až 100kb
  • LBARs
  • (loop basement attachment regions)
  • - organizují genom do velkých smyček (vzdálenost 20kb až 100kb)
slide18

Propojení nukleozómů

- délka spojovací sekvence mezi nukleozómy

(násobky 10ti bp – 20 až 90 bp)

- průměrné délky druhově, ale i pletivově specifické

(20 bp kvasinka, 30 Arabidopsis, 40 savci)

- celkem úseky 167 – 237 bp dlouhé

( časté délky repetic)

slide19

Propojení nukleozómů

Interakce mezi nukleozómy

- N-konce H4 interagující s H2A.H2B těly v nukleozómech paralelního vlákna

- přítomnost H2A.Z zřejmě brání paralelní interakci vláken

Linker histon H1

- má zásadité amino i karboxy-konce a

interaguje s histony i s DNA

- stabilizace vyšších struktur (30nm), fosforylace během buněčného cyklu)

- vliv délky spojovací sekvence:

delší - potřebují H1 a bývají kompaktnější – heterochromatin

kratší – menší vliv H1, volnější – aktivnější chromatin

poloha nukleoz m
Poloha nukleozómů
  • umístění nukleozómů na DNA není nahodilé (ale je měnitelné)
  • - sekvence DNA
  • - metylace DNA
  • - modifikace/typy histonů
  • - transkripce DNA
  • regulace/modulace transkripce
  • - „unstable nucleosom region“ (dříve „nucleosom-free region“) před počátkem transkripce (především konstitutivně exprimované geny) - nestabilní nukleozómy s H3.3 a H2A.Z histony
  • - obklopené stabilně umístěnými nukleozómy s histonem H2A.Z
  • - nukleozómy rovněž pomáhají definovat exony (centrální umístění, i bez probíhající transkripce!)
slide21

Histonový kód

  • - kovalentní posttranslační modifikace (PTM)
  • - modifikace především N-konců (do prostoru)
  • vysoká komplexita
  • „epigenetické instrukce“ k nakládání s DNA
slide22

Některé PTM histonů se vzájemně ovlivňují a mají vícečetné role

např. fosforylace H2A – značení poškozené DNA,

ale i role při regulaci transkripce a spiralizaci, PCD

Rossetto et al. 2012

slide23

Histonový kód

Fosforylace – zřejmě především transientní značka, různé role

Acetylace – především „výkonná modifikace“ oslabení vazby s DNA

- K-Ac - vazba proteinů s bromodoménami

Metylace – signální role ( stabilní), represní i aktivační značka (~ pozici)

- K-Me – vazba chromodomén, TUDOR-like domén

- klíčová role v regulaci metylace DNA a aktivity chromatinu

- H3K9me2 (dimetylace lyzinu na pozici 9 v histonu H3)

- klíčová represní značka heterochromatinu

- H3K4me3 – aktivační značka chromatinu

- H3K27me3 – represní značka u vývojově

regulovaných genů

slide24

Reprodukce nukleozómů po replikaci- histonové tetramery (H3/H4) a dimery (H2A.H2B) se nedělí mezi dceřinná vlákna (epigenetická informace přenášena jinak!)- přenos parentálních (Asf1) de novo depozice (CAF1, Asf1) - H2A.H2B doplňovány i s prodlevou (mimo replikaci)