Перейти к содержанию

Эукариотический геном и его экспрессия

Начало урока

Эукариотический геном и его экспрессия

Понимание того, как эукариотические клетки организуют, регулируют и экспрессируют свою генетическую информацию

1. Обзор: Эукариотический геном

Эукариотический геном значительно сложнее прокариотического. Он организован в множество линейных хромосом, расположенных внутри окружённого мембраной ядра. Геном человека, например, содержит приблизительно 3,2 миллиарда пар оснований, распределённых по 23 парам хромосом, при этом лишь около 1,5% этой ДНК кодирует белки.

Ключевые особенности эукариотических геномов
  • Большой размер генома: 107 — 1011 п.н.
  • Линейные хромосомы с теломерами и центромерами
  • Упаковка хроматина: ДНК обёрнута вокруг гистоновых белков
  • Интроны и экзоны: мозаичная архитектура генов
  • Повторяющиеся последовательности: до 45% генома
  • Полицистронная мРНК встречается редко; моноцистронная мРНК — норма
  • Обширная посттранскрипционная обработка
Состав генома (человек)
Интерактивная визуализация — доступна в полном уроке

2. Организация и упаковка хроматина

Эукариотическая ДНК должна быть компактизирована приблизительно в 10 000 раз, чтобы поместиться в ядре. Это достигается с помощью иерархической системы упаковки, включающей гистоновые белки и структуры хроматина более высокого порядка.

Уровни упаковки хроматина

УровеньСтруктураДиаметрСтепень компактизации
1Нуклеосома — 147 п.н. ДНК обёрнуты ~1,65 оборота вокруг гистонового октамера (2× H2A, H2B, H3, H4)11 нм~6×
230 нм фибрилла — нуклеосомы свёрнуты в соленоидную или зигзагообразную структуру; стабилизирована гистоном H130 нм~40×
3Петли хроматина — 30 нм фибрилла образует петли, закреплённые на белковом каркасе300 нм~1 000×
4Метафазная хромосома — максимальная компактизация во время деления клетки1 400 нм~10 000×

Интерактивная 3D-модель: Коровая частица нуклеосомы

Исследуйте нуклеосому — основную единицу хроматина. Синяя спираль представляет ДНК, а цветные сферы — гистоновый октамер.

Интерактивная визуализация — доступна в полном уроке
Эухроматин

Рыхло упакованный, транскрипционно активный хроматин. Обогащён ацетилированными гистонами (например, H3K9ac, H3K27ac). Выглядит светлым при электронной микроскопии.

Гетерохроматин

Плотно упакованный, транскрипционно неактивный хроматин. Обогащён метилированными гистонами (например, H3K9me3, H3K27me3). Выглядит тёмным при электронной микроскопии. Включает конститутивный (центромеры, теломеры) и факультативный (например, неактивная X-хромосома).

Продолжите этот урок на YourAIZone

В полном уроке — объяснение целиком, разобранные примеры, частые ошибки, тесты с мгновенной проверкой и ИИ-репетитор. Начните сразу как гость или создайте аккаунт, чтобы сохранять прогресс.

В полном уроке

  • Объяснение целиком
  • Разобранные примеры
  • Частые ошибки и как их избежать
  • Тестовые вопросы: 15
  • ИИ-репетитор, который отвечает на вопросы по теме
  • Отслеживание прогресса для ученика, родителей и учителя