X Код для використання на сайті:
Ширина px

Скопіюйте цей код і вставте його на свій сайт

X Для завантаження презентації, скористайтесь соціальною кнопкою для рекомендації сервісу SvitPPT Завантажити собі цю презентацію

Презентація на тему:
Якщо спадковість неоптимальна: редагування транскриптому, геному, мозку

Завантажити презентацію

Якщо спадковість неоптимальна: редагування транскриптому, геному, мозку

Завантажити презентацію

Презентація по слайдам:

Слайд 1

Якщо спадковість неоптимальна: редагування транскриптому, геному, мозку Болдирєв Олексій Інститут фізіології ім. О. О. Богомольця Міжнародний центр молекулярної фізіології НАН України evolution@science.ua my.science.ua

Слайд 2

Гени й ознаки

Слайд 3

Один ген – один фермент Люсьєн Кено, миші (1903) Бідл і Тейтум, нейроспора (1941)

Слайд 4

Від 27,462 до 153,478 генів у людини (CSH 2001) 22,333 – можливо. Але ніхто не знає точно (біоінформатик Steven Salzberg, октябрь 2010) 55 000 – 2 000 000 білків

Слайд 5

Терміновий апдейт! Multiple evidence strands suggest that there may be as few as 19,000 human protein-coding genes Iakes Ezkurdia, David Juan, Jose Manuel Rodriguez, Adam Frankish, Mark Diekhans, Jennifer Harrow, Jesus Vazquez, Alfonso Valencia, Michael L. Tress Hum. Mol. Genet. June 16, 2014 doi:10.1093/hmg/ddu309

Слайд 6

Як ДНК виробляє білки

Слайд 7

Альтернативний сплайсинг 1977 – аденовіруси 1981 – кальцитонін 1981 – антитіла 2000 – "рекордсмен" сплайсингу - Dscam, до 38,016 вариантів

Слайд 8

Механізм сплайсингу

Слайд 9

Редагування РНК – спрямована зміна окремих нуклеотидів у РНК після (чи під час) транскрипції 1986 Major transcript of the frameshifted coxII gene from trypanosome mitochondria contains four nucleotides that are not encoded in the DNA Rob Benne, Janny Van Den Burg, Just P.J. Brakenhoff, Paul Sloof, Jacques H. Van Boom, Marijke C. Tromp http://bioweb.wku.edu/courses/biol495g/CatalyticRNA27/RNAEditing5.html

Слайд 10

Типи редагування РНК А на І (дезамінування аденіну) С на U (дезамінування цитозину) G на A, U на C та інш. Вставки нуклеотидів Делеції нуклеотидів Заміна нуклеотидів

Слайд 11

Механізм редагування РНК у кінетопластид

Слайд 12

Механізм редагування РНК у кінетопластид

Слайд 13

Механізм редагування РНК у кінетопластид

Слайд 14

Едитосома у кінетопластид спряжена з трансляцією

Слайд 15

А Physarum polycephalum вставляє цитидини...

Слайд 16

Еволюція дезаміназ

Слайд 17

Редагування тРНК Основа вантикодоні Основа вмРНК A U C G G C(абоU) U A(абоG) I AабоCабоU

Слайд 18

Редагування С на U

Слайд 19

C-to-U RNA editing of apolipoprotein B. The model for an ∼35-nucleotide region of apoB RNA flanking the edited base (asterisk) is shown. Blanc V , Davidson N O J. Biol. Chem. 2003;278:1395-1398 ©2003 by American Society for Biochemistry and Molecular Biology Редагування С на U C-to-U RNA editing of apolipoprotein B.The model for an ∼35-nucleotide region of apoB RNA flanking the edited base (asterisk) is shown. A schematic representation illustrates apobec-1 (red) and ACF (blue) binding to RNA both 5′ and 3′ of the edited base and depicts the presence of additional proteins that may modulate assembly of the holoenzyme (green). Note that the stoichiometry of apobec-1 and ACF molecules with respect to the active enzyme is unknown. The model emphasizes the role of both cis-acting elements within the vicinity of the edited base (mooring sequence isbolded) and the requirement for an optimal structure, conferred by both 5′ and 3′ efficiency elements.

Слайд 20

Аденозиндезамінази евкаріот (ADAR)

Слайд 21

Основні мішені ADAR

Слайд 22

ADAR у різних тварин

Слайд 23

Людина: Alu повтори 60 млн років тому з’явились у геномі приматів Близько 300 пар основ 10,7% генома людини 70-80% гомології –консервативність вища за інших ссавців

Слайд 24

1 заміна на транскрипт 3 заміни на транскрипт 5 замін на транскрипт C на U C на U C на U

Слайд 25

Людина особлива?

Слайд 26

У Редактора РНК нема нічого святого! И все це впорядковано працює в організмі, а порушення всіх цих процесів призводить до ВЕЛИКИХ неприємностей!!!! Код ДНК не гарантує амінокислотної послідовністі білка: з’являються стоп-кодони, заміняються амінокислоти Сплайсинг відбувається «як прийдеться»: нові сайти виникають, старі зникають тРНК, яка створює «не ті» білки «Сміттєва ДНК» активно використовується для роботи еволюційно просунутих видів (людина й примати) і органів (тимус, мозок)

Слайд 27

РНКр при патології

Слайд 28

Редагування ДНК Гомологи AID наявні у всіх хребетних включно з рибами, а також у безщелепних Ген APOBEC1 – з дуплікації гену AID, є у всіх ссавців включно із сумчастими. Локус APOBEC3 з'явився лише у плацентарних; з двох копій у гризунів і парнокопитних утворився один ген, у непарнокопитних, хижих, кажанів і приматів гени локусу багатократно дупліковані (до 7 у людини) http://users.rcn.com/jkimball.ma.ultranet/BiologyPages/R/RNA_Editing.html

Слайд 29

Гени родини APOBEC у людини AID 12p13 5 B-лімфоцити,сім'яники Цитоплазматичнийбілок,працюєуядрі ДезамінуванняДНК,гениімуноглобулінів APOBEC1 12p13.1 5 Тонкий кишечник (уіншихссавців — кишечник) Цитоплазматичнийбілок,працюєуядрі ДезамінуваннямРНКаполіпопротеїнуB,дезамінуванняДНК APOBEC2 6p21 3 Скелетнім'язи,серце Цитоплазматичнийіядернийбілок Береучасть вембріогенезім'язів,мішеніневідомі APOBEC3A 22q13.1 5 Кератиноцити,клітиникрові Цитоплазматичнийіядернийбілок ДезамінуванняДНКаденоасоційованихвірусів,ретротранспозонів. APOBEC3B 22q13.1 8 Кишечник,матка,молочназалоза,кератиноцититаінші Переважноядернийбілок ДезамінуванняДНКретровірусів,вірусугепатитуB APOBEC3C 22q13.1 4 Убагатьохтканинах Цитоплазматичнийіядернийбілок ДезамінуванняДНКретровірусів,вірусугепатитуB,ретротранспозонів APOBEC3DE 22q13.1 7 Щитоподібназалоза,селезінка,лейкоцити Невідомо ДезамінуванняДНКретровірусів APOBEC3F 22q13.1 8 Убагатьохтканинах Цитоплазматичнийбілок ДезамінуванняДНКретровірусів,вірусугепатитуB,ретротранспозонів APOBEC3G 22q13.1 8 Убагатьохтканинах,Т-лімфоцитах Цитоплазматичнийбілок ДезамінуванняДНКретровірусів,вірусугепатитуB,ретротранспозонів APOBEC3H 22q13.1 5 Лейкоцити,тимус,щитоподібназалоза, плацента Невідомо ДезамінуванняДНКретровірусів APOBEC4 1q25.3 2 Сім'яники Невідомо Невідомі

Слайд 30

Іонні канали

Слайд 31

Іонотропні рецептори

Слайд 32

AMPA-глутаматний рецептор

Слайд 33

Letters to Nature Nature 406, 78-81 (6 July 2000) | doi:10.1038/35017558; Received 10 March 2000; Accepted 22 May 2000 Point mutation in an AMPA receptor gene rescues lethality in mice deficient in the RNA-editing enzyme ADAR2 Miyoko Higuchi1, Stefan Maas1,2,3, Frank N. Single1,2, Jochen Hartner1, Andrei Rozov4, Nail Burnashev4, Dirk Feldmeyer4, Rolf Sprengel1 & Peter H. Seeburg1

Слайд 34

Калієвий канал Kv 1.1 ізолейцин валін

Слайд 35

Редагування РНК у нервовій системі Описанівипадкиредагуваннявекзонах,якізмінюютьфункціюбілка GluR2 (Gria2,AMPA2) Q/R R/G ГлутаматнийAMPA-рецептор зіоннимканалом мозок Непроникність каналу для кальцію GluR3 R/G ГлутаматнийAMPA-рецептор зіоннимканалом мозок Прискореневідновленняпіслядесенсетизації GluR4 R/G ГлутаматнийAMPA-рецептор зіоннимканалом мозок Прискорене відновлення після десенсетизації GluR5 (Grik1) Q/R Глутаматнийкаїнатнийрецептор зіоннимканалом мозок Непроникність каналу для кальцію GluR6 (Grik2) Q/R I/V Y/C Глутаматнийкаїнатнийрецептор зіоннимканалом мозок Зміна проникності для іонів KCNA1 I/V Потенціал-залежнийкалієвийканал мозок Уповільнена інактивація каналу Gabra3 K/E РецепторГАМКзіоннимканалом мозок, кишечник ЗмінаспорідненостідоГАМК 5HT2cR I/V,I/M,N/S,N/DN/G I/V Серотоніновийрецептор мозок Змінене зв'язування із серотоніном, змінений транспорт рецептора IGFBP7 K/R R/G Інсуліновийрецептор,регуляціяросту йміграціїклітингліоми мозок,глія змінюєзв'язуваннязгепарином

Слайд 36

Редагування РНК у нервовій системі KCNMA1 S/G Кальційзалежнийкалієвийканалвеликоїпровідності  ? KIF20B K/R Кінезиновийбілок, транспорт помікротрубках,цитокінез всюди  ? GANAB Q/R Глюкозидаза,відрізаєN-зв'язанігліканивідбілків  ? OS9 E/G Глікопротеїнсистемидеградації,пов'язаноїзретикулумом  ? STRN4 (стріатин,зінедин) R/G Білокцитоскелету,кальмодулін-зв'язуючийбілок, передача сигналу в нейронах нейрони  ? BIN1 (амфіфізинII) K/R Пухлиннийсупресор,кардіоміопатія мозок  ? SS18L1 S/G Кальційзалежнийактиватортранскрипції,необхіднийдля нормального росту йгалуженнядендритіву нейронах кори нейроникори головногомозку  ? CADPS E/G Кальційзалежнийактиваторсекреціїйекзоцитозущільнихвезикул  ? ATXN7 (атаксин7) K/R Субодиницяацетил-трансферазигістонів мозок  ? Elavl2 I/V N/D Нейрон-специфічнийРНК-зв'язуючийбілок,диференціаціянейронівісинаптичнапластичність нейрони  ?

Слайд 37

Слайд 38

Кількість сайтів редагування в екзонах 115 сайтів ADAR 53 сайти ADAR 645 сайтів ADAR у нервовій системі – 60% білків!