Мутации и отбор

Слайд #1

Выравнивание … … последовательностей белков и его биологический смысл

Слайд #2

Мутации и отбор Сегодня основное внимание уделим мутациям

Слайд #3

Мутации белка – следствия мутаций кодирующей последовательности его ген Последовательность одного и того же белка у потомка может отличаться от последовательности предка Отличия происходят из-за мутаций в кодирующей последовательности гена

Слайд #4

CDS, coding sequence – кодирующая последовательность гена atgcccaaagcc……………….tga Начало CDS: atg Стоп-кодоны: taa, tag, tga

Слайд #5

Геномная ДНК Большая молекула Полимер Линейный Ориентированный Гетерополимер Двухцепочечный Цепочки ориентированы противоположно

Слайд #6

Каждая комплементарная пара нуклеотидов ДНК потомка происходит из комплементарной пары ДНК предка ДНК потомка всегда получается из предковой ДНК репликацией Поэтому ДНК-потомок имеет ту же последовательность, что и ДНК-предок Закон биологии: из каждого закона биологии существуют исключения Вопрос: существуют ли исключения из этого закона?

Слайд #7

Схема репликации

Слайд #8

Виды мутаций Замена нуклеотида на другой Делеция одного или нескольких подряд нуклеотидов Вставка одного или нескольких подряд нуклеотидов Дупликация участка Перестановка участка - рекомбинация

Слайд #9

Причины мутаций разнообразны Ошибки ДНК-зависимой ДНК-полимеразы Мутации из-за мутагенов – химических соединений, радиации, ультрафиолета и др. Ошибки репарации Работа разнообразных систем рекомбинации Специально запланированные механизмы вариации ДНК …

Слайд #10

Мутации CDS и отбор Мутации белка происходят из-за мутаций кодирующей последовательности ДНК Последовательность белка находится под прессом отбора: каждый белок имеет свои биологические функции функция белка зависит от структуры белка и от остатков, напрямую участвующих в выполнении функции свойства и структура белка зависят от последовательности Малое число мутаций CDS имеют шанс закрепиться в эволюции Мутации последовательности белка происходят редко; но если подождать 10 млн лет, то можно обнаружить довольно много!

Слайд #11

Как отобразить отошение предок – потомок для нуклеотидов? Выравнивание – общепринятый способ отражения “родства” нуклеотидов или аминокислотных остатков seq1:…..AAAC--TGATGCAACGTGA….. seq2:......AAtCttTGAT---ACcTGA…..

Слайд #12

“Наследование” аминокислотного остатка белка Если все три нуклеотида кодона потомка унаследованы от трех нуклеотидов кодона предка, то можно говорить о том, что остаток потомка произошел от остатка предка Такие остатки следует помещать в одну колонку выравнивания аминокислотных последовательностей Это еще не вся правда про выравнивание последовательностей белков!

Слайд #13

Проблема выравнивания Время наблюдения за последовательностью много меньше 10 млн лет Мы наблюдаем только потомков общего предка, а самого предка не знаем Про родство аминокислотных остатков приходится догадываться Как догадываться – об этом на следующих занятиях

Слайд #14

Аминокислотные остатки помещают в одну колонку выравнивания если они происходят от одного предкового остатка последовательности белка – общего предка (эволюция) их C_alpha атомы находятся в участках полипептидной цепи сходной конформации (структура) играют сходную роль в белке (функция)

Слайд #15

Пример выравнивания

Слайд #16

Что делать с остатками, которые не должны выравниваться?

Слайд #17

Выравнивание и эволюция Последовательности белка оболочки из двух штаммов вируса Коксаки

Слайд #18

.. Последовательности белка оболочки из двух штаммов вируса Коксаки и энтеровируса человека

Слайд #19

Что есть что (редактор GeneDoc) Название последовательности Номер столбца выравнивания Номер последнего в строке остатка ИЗ ЭТОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ Консервативный остаток Функционально консервативная позиция

Слайд #20

Сегодня все