POLECAMY
Autor:
Wydawca:
Format:
epub, mobi, ibuk
Nowoczesny podręcznik na temat genomów i sposobach ich badania!
Tłumaczenie czwartego wydania znanego w świecie podręcznika genetyki molekularnej. Książka jest podzielona na cztery części: sekwencjonowanie genów wraz z przypisaniem im określonych białek, anatomia genomu, funkcjonowanie genomu oraz replikacja i ewolucja genomów. Uwzględnia genomy wszystkich rodzajów organizmów: wirusów, bakterii, grzybów, roślin i zwierząt oraz ludzi.
Część I - Badanie genomów - podstawowe pojęcia genetyki molekularnej, najważniejsze metody badawcze: technikę rekombinowania i klonowania DNA, PCR, sekwencjonowanie DNA, mikromacierze DNA, a także metody sporządzania map genetycznych wywodzące się jeszcze z czasów genetyki klasycznej. Dużo miejsca poświęcono genomowi człowieka, znakomicie nadającemu się do przedstawienia strategii sekwencjonowania dużych genomów.
Część II - Anatomia genomów - strukturę genomów pro- i eukariotycznych, ze szczególnym uwzględnieniem genomu ludzkiego.
Część III - Funkcjonowanie genomów - mechanizmy transkrypcji i translacji oraz regulację ekspresji genów na różnych poziomach. Dzięki starannie dobranym przykładom regulacji ekspresji genów u różnych organizmów, znakomicie pokazano różnorodność mechanizmów zjawiska regulacji genetycznej. Przedstawiono problem różnicowania i rozwoju organizmów, począwszy od bakteriofagów i bakterii przez nicienie i muszkę owocową, a także procesy powstawania przeciwciał i receptorów limfocytów, które to procesy są omówione w kontekście zmian w genomie i rearanżacji zachodzących na poziomie DNA.
Część IV - Replikacja i ewolucja genomów - zagadnienia replikacji kwasów nukleinowych, mutacji i rekombinacji. Jest także rozdział o ewolucji genomów i filogenetyce molekularnej.
Każdy rozdział zawiera zestaw krótkich pytań i pogłębionych zagadnień, jak również dołączoną listę dalszych lektur. Na końcu książki znajduje się obszerny słownik terminów.
Krótkie pytania. Pytania pokrywają zawartość każdego rozdziału i są sformułowane w prosty sposób. Odpowiedzi na nie można znaleźć, sprawdzając odpowiednią partię tekstu. Student może wykorzystać te pytania w celu systematycznego zapoznania się z treścią rozdziału lub wybrać niektóre z nich w celu sprawdzenia możliwości udzielenia odpowiedzi na określone zagadnienia. Krótkie pytania mogą być też wykorzystywane do przygotowania testów sprawdzających.
Problemy pogłębione wymagają bardziej szczegółowych odpowiedzi. Różnią się charakterem i stopniem trudności.
Dalsze lektury. Ich lista jest zamieszczona na końcu każdego rozdziału i zawiera te artykuły naukowe, artykuły przeglądowe i książki, które uznałem za najlepsze źródło dodatkowych materiałów.
Słowniczek określa znaczenie każdego terminu, który w tekście jest zaznaczony pogrubionym drukiem, a także wielu terminów, które czytelnik może spotkać w książkach i artykułach wymienionych w liście lektur.
W tym wydaniu na pierwszy plan wysuwa się rozwój transkryptomiki i genomiki, który osiągnął taki poziom, że można było opisać procesy transkrypcji i translacji zachodzące w całych genomach, a nie na podstawie procesów ekspresji pojedynczych genów.
Podręcznik jest przeznaczony przede wszystkim dla studentów: biologii, biotechnologii, bioinformatyki, medycyny, farmacji, rolnictwa i innych pokrewnych kierunków oraz dla początkujących pracowników nauki w tych dziedzinach. Jest również skierowany do wszystkich, którzy chcieliby się dowiedzieć, czym jest współczesna genetyka.
Rok wydania | 2019 |
---|---|
Liczba stron | 496 |
Kategoria | Biologia molekularna |
Wydawca | Wydawnictwo Naukowe PWN |
ISBN-13 | 978-83-01-20885-1 |
Numer wydania | 3 |
Język publikacji | polski |
Informacja o sprzedawcy | ePWN sp. z o.o. |
POLECAMY
Ciekawe propozycje
Spis treści
Rozdział 1 1 | |
Genomy, transkryptomy i proteomy 1 | |
1.1. DNA | 2 |
Geny zbudowane są z DNA | 3 |
DNA jest polimerem zbudowanym z nukleotydów | 4 |
Łączenie się zasad w pary i asocjacja warstwowa stabilizują podwójna helisę | 8 |
Podwójna helisa jest strukturą elastyczną | 9 |
1.2. RNA i tran skryptom | 11 |
RNA jest drugim rodzajem polinukleotydu | 11 |
Rodzaje RNA w komórce | 12 |
Wiele RNA jest syntetyzowanych jako cząsteczki prekursorowe | 13 |
Różne definicje transkryptomu | 15 |
1.3. Białka i proteom | 15 |
Cztery hierarchiczne poziomy struktury białka | 16 |
Różnorodność białek wynika z różnorodności aminokwasów | 17 |
Powiązanie transkryptomu z proteomem | 18 |
Kod genetyczny nie jest uniwersalny | 20 |
Powiązanie proteomu z biochemią komórki | 21 |
Podsumowanie 22 | |
Krótkie pytania otwarte 23 | |
Pytania problemowe 23 | |
Literatura uzupełniająca | 24 |
Rozdział 2 | 25 |
Analiza DNA 25 | |
2.1. Enzymy służące do manipulacji DNA | 26 |
Sposób działania polimerazy DNA zależnej od matrycy | 26 |
Typy polimeraz DNA stosowane w badaniach naukowych | 28 |
Endonukleazy restrykcyjne umożliwiają cięcie cząsteczek DNA w ściśle określonych pozycjach | 29 |
Do analizy wyników trawienia restrykcyjnego wykorzystuje się elektroforezę w żelu | 30 |
Fragmenty DNA można identyfikować metodą hybrydyzacji Southerna | 32 |
Ligazy łączą ze sobą fragmenty DNA | 33 |
Enzymy modyfikujące końce | 35 |
2.2. Reakcja łańcuchowa polimera zy (PCR) | 35 |
Przeprowadzanie PCR | 35 |
Przyrost ilości produktu w reakcji PCR można śledzić | 36 |
PCR ma wiele różnorodnych zastosowań | 37 |
2.3. Klonowanie DNA | 37 |
Dlaczego klonowanie jest ważne? | 38 |
Najprostsze wektory do klonowania są oparte na plazmidach z E. coli | 38 |
Jako wektorów do klonowania można także użyć bakteriofagów | 40 |
Wektory dla dłuższych fragmentów DNA | 43 |
DNA można klonować w organizmach innych niż E. coli | 44 |
Podsumowanie | 46 |
Krótkie pytania otwarte | 46 |
Pytania problemowe 47 | |
Literatura uzupełniająca | 47 |
Rozdział 3 49 | |
Mapowanie genomów 49 | |
3.1. Dlaczego mapa genomu jest ważna | 49 |
Mapy genomu są potrzebne do sekwencjonowania bardziej złożonych genomów | 49 |
Mapy genomowe to nie tylko pomoc przy sekwencjonowniu | 51 |
3.2. Mar kery do mapowania genetycznego | 51 |
Pierwszymi stosowanymi markerami były geny | 52 |
RFLP i SSLP są przykładami markerów DNA | 53 |
Polimorfizmy punktowe są najbardziej użytecznymi markerami DNA | 55 |
3.3. Podstawy mapowania genetycznego | 57 |
Podstawy dziedziczenia i odkrycie sprzężenia | 57 |
Częściowe sprzężenie można wyjaśnić zachowaniem chromosomów w czasie mejozy | 58 |
Od częściowego sprzężenia do mapowania genetycznego | 61 |
3.4. Przeprowadzanie analizy sprzężeń w różnych typach organizmów | 62 |
Analiza sprzężeń, gdy możliwe są planowane eksperymenty hodowlane | 62 |
Mapowanie genów przez analizę rodowodów u człowieka | 64 |
Mapowanie genetyczne u bakterii | 65 |
Ograniczenia analizy sprzężeń | 67 |
3.5. Mapowanie fizyczne przez bezpośrednie badanie cząsteczek DNA | 67 |
Konwencjonalne mapowanie restrykcyjne można stosować tylko do małych cząsteczek DNA | 68 |
Mapowanie optyczne pozwala na lokalizację miejsc restrykcyjnych w dłuższych cząsteczkach DNA | 69 |
Mapowanie optyczne można wykorzystać do mapowania innych elementów w cząsteczce DNA | 71 |
3.6. Mapowanie fizyczne przez przypisywanie markerów do fragmentów DNA | 73 |
Każda unikalna sekwencja może być STS | 74 |
Fragmenty DNA do mapowania STS można uzyskać jako hybrydy radiacyjne | 74 |
Jako odczynnika do mapowania można także użyć biblioteki klonów | 75 |
Podsumowanie | 76 |
Krótkie pytania otwarte 77 | |
Pytania problemowe 77 | |
Literatura uzupełniająca 78 | |
Rozdział 4 79 | |
Sekwencjonowanie genomów 79 | |
4.1. Sekwencjonowanie metodą terminacji łańcucha | 79 |
Metoda terminacji łańcucha w zarysie | 79 |
Nie wszystkie polimerazy DNA można wykorzystać w sekwencjonowaniu | 82 |
Sekwencjonowanie metodą terminacji łańcucha z zastosowaniem polimerazy Taq | 82 |
Zalety i ograniczenia sekwencjonowania metodą terminacji łańcucha | 83 |
4.2. Sekwencjonowanie metoda mi nowej genera cji | 85 |
Metody nowej generacji wymagają przygotowania bibliotek do sekwencjonowania | 85 |
Opracowano różne metody sekwencjonowania nowej generacji | 86 |
Metody trzeciej i czwartej generacji umożliwiają sekwencjonowanie w czasie rzeczywistym | 89 |
4.3. Jak zsekwencjonować genom | 91 |
Możliwości strategii shotgun udowodniono, sekwencjonując genom Haemophilus influenzae | 91 |
Strategię shotgun wykorzystano do zsekwencjonowania wielu genomów | |
prokariotycznych | 93 |
Sekwencjonowanie genomów eukariotycznych strategią shotgun wymaga zastosowania zaawansowanych programów do składania | 94 |
Do sekwencjonowania bardziej złożonych genomów można wykorzystać hierarchiczną strategię shotgun | 96 |
Czym jest sekwencja genomu i czy zawsze jej potrzebujemy? | 99 |
4.4. Przegląd projektów sekwencjonowania genomów eukariotycznych | 101 |
Projekt Poznania Genomu Człowieka: sekwencjonowanie genomu w czasach heroicznych | 101 |
Genom neandertalczyka: poznanie genomu wymarłego gatunku z wykorzystaniem genomu człowieka jako sekwencji odniesienia | 103 |
Genom pandy wielkiej: sekwencjonowanie shotgun oparte wyłącznie na metodach nowej generacji | 104 |
Genom jęczmienia: pojęcie przestrzeni genów | 106 |
Podsumowanie 107 | |
Krótkie pytania otwarte 108 | |
Pytania problemowe 109 | |
Literatura uzupełniająca 109 | |
Rozdział 5 111 | |
Anotacja genomu 111 | |
5.1. Lokalizowanie genów w sekwencjach DNA przez komputerową analizę sekwencji | 111 |
Obszary kodujące genów są otwartymi ramkami odczytu | 111 |
Proste skanowania ORF są mniej wydajne dla większych DNA eukariotycznych | 112 |
Szukanie genów niekodujących RNA | 114 |
Poszukiwanie homologii i genomika porównawcza nadają śledzeniu sekwencji nowy wymiar | 115 |
5.2. Anotacja gemomu przez analizę tran skryptów genów | 116 |
Test hybrydyzacyjny pozwala ustalić, czy fragment zawiera sekwencję ulegającą ekspresji | 117 |
Istnieją metody dokładnego mapowania końców transkryptów | 118 |
Granice ekson–intron można dokładnie zlokalizować | 118 |
5.3. Anotacja przez całogenomowe mapowanie RNA | 119 |
Mikromacierze dachówkowe umożliwiają mapowanie transkryptów na chromosomach lub całych genomach | 119 |
Sekwencje transkryptów można zmapować bezpośrednio w genomie | 121 |
5.4. Przeglądar ki genomów | 123 |
Podsumowanie 124 | |
Krótkie pytania otwarte 124 | |
Zadania problemowe 125 | |
Literatura uzupełniająca 125 | |
Rozdział 6 127 | |
Ustalanie funkcji genu 127 | |
6.1. Komputerowa analiza funkcji genu | 127 |
Homologia odzwierciedla związki ewolucyjne | 127 |
Analiza homologii może dostarczyć informacji o funkcji całego genu lub jego segmentów | 128 |
Identyfikacja domen białkowych może pomóc przypisać funkcję nieznanemu genowi | 129 |
Przypisywanie funkcji genom wymaga jednolitej terminologii | 130 |
6.2. Przypisywanie funkcji przez inaktywację i nadekspresję genu | 131 |
Analiza funkcjonalna przez inaktywację genu | 131 |
Geny można inaktywować przez rekombinację homologiczną | 132 |
Inaktywacja genu bez rekombinacji homologicznej | 133 |
Do określania funkcji można także wykorzystać nadekspresję genu | 135 |
Fenotypowy efekt inaktywacji jest czasem trudny do zaobserwowania | 136 |
6.3. Zrozumienie funkcji genu przez badan ia wzoru ekspresji i produktu białkowego | 136 |
Do szczegółowego badania funkcji genu można wykorzystać mutagenezę ukierunkowaną | 138 |
6.4. Wykorzystanie konwencjonalnej analizy genetycznej do identyfikacji funkcji genu | 141 |
Identyfikacja ludzkich genów związanych z chorobami dziedzicznymi | 141 |
Całogenomowe badania asocjacyjne także pozwalają na identyfikację genów związanych z chorobami i innymi cechami | 142 |
Podsumowanie 143 | |
Krótkie pytania otwarte 144 | |
Zadania problemowe | 144 |
Literatura uzupełniająca 145 | |
Rozdział 7 147 | |
Eukariotyczne genomy jądrowe 147 | |
7.1. Genomy jądrowe znajdują się w chromosomach | 147 |
Chromosomy są znacznie krótsze niż zawarte w nich cząsteczki DNA | 147 |
Specyficzne właściwości chromosomów metafazowych | 149 |
Oddziaływania DNA–białko w centromerach i telomerach | 151 |
7.2. W jaki sposób geny są zorganizowane w genomie jądrowym? | 153 |
Geny nie są rozmieszczone równomiernie w obrębie genomu | 153 |
Odcinek genomu człowieka | 154 |
Genom drożdży jest bardzo zwarty | 156 |
Organizacja genów u innych eukariontów | 158 |
7.3. Ile jest genów i jakie są ich funkcje? | 159 |
Liczby genów mogą być mylące | 159 |
Katalogi genów ujawniają cechy charakterystyczne różnych organizmów | 161 |
Rodziny genów | 164 |
Pseudogeny i inne relikty ewolucyjne | 165 |
7.4. Za wartość powtarzającego się | |
DNA w eukariotycznych genomach jądrowych | 167 |
DNA powtórzony tandemowo znajduje się w centromerach i innych miejscach w chromosomach eukariotycznych | 168 |
Minisatelity i mikrosatelity | 168 |
Powtórzenia rozproszone | 169 |
Podsumowanie 170 | |
Krótkie pytania otwarte 170 | |
Pytania problemowe 171 | |
Literatura uzupełniająca 171 | |
Rozdział 8 173 | |
Genomy prokariontów i organelli eukariotycznych | 173 |
8.1. Właściwości fizyczne genomów prokariotycznych | 173 |
Tradycyjny obraz chromosomu prokariotycznego | 173 |
Niektóre bakterie mają genomy liniowe lub wieloczęściowe | 175 |
8.2. Właściwości genetyczne genomów prokariotycznych | 178 |
Organizacja genów w genomie E. coli K12 | 178 |
Operony są cechą charakterystyczną genomów prokariotycznych | 180 |
Rozmiary genomów i liczba genów u prokariontów różnią się w zależności od złożoności biologicznej | 181 |
Rozmiary genomów i liczba genów różnią się w obrębie poszczególnych gatunków | 182 |
Rozróżnienie między gatunkami prokariotycznymi rozmywa się jeszcze bardziej za sprawą poziomego transferu genów | 184 |
Metagenomy opisują członków społeczności | 186 |
8.3. Eukariotyczne genomy organellarne | 187 |
Teoria endosymbiozy wyjaśnia pochodzenie genomów organellarnych | 187 |
Większość genomów organellarnych jest kolista | 188 |
Katalogi genów z genomów organellarnych | 189 |
Podsumowanie 191 | |
Krótkie pytania otwarte 192 | |
Pytania problemowe | 192 |
Literatura uzupełniająca | 193 |
Rozdział 9 195 | |
Genomy wirusów i ruchome elementy genetyczne | 195 |
9.1. Genomy ba kteriofagów i wirusów eukariotycznych | 195 |
Genomy bakteriofagów mają zróżnicowane struktury i organizację | 195 |
Strategie replikacji genomów bakteriofagowych | 197 |
Struktury i strategie replikacji eukariotycznych genomów wirusowych | 198 |
Niektóre retrowirusy powodują nowotwory | 199 |
Genomy na granicy życia | 201 |
9.2. Ruchome elementy genetyczne | 201 |
Transpozony RNA z długimi końcowymi powtórzeniami są spokrewnione z retroelementami wirusowymi | 202 |
Niektóre transpozony RNA nie mają długich końcowych powtórzeń | 204 |
Transpozony DNA występują powszechnie w genomach prokariotycznych | 205 |
Transpozony DNA są mniej powszechne w genomach eukariotycznych | 206 |
Podsumowanie 207 | |
Krótkie pytania otwarte 208 | |
Pytania problemowe 208 | |
Literatura uzupełniająca 209 | |
Rozdział 10 211 | |
Dostępność genomu | 211 |
10.1. Wewnątrz jądra | 211 |
Jądro ma uporządkowaną strukturę wewnętrzną | 212 |
W niedzielącym się jądrze stopień upakowania | |
DNA jest różny | 213 |
Uważa się, że chromosomowy DNA jest połączony z macierzą jądrową | 214 |
Każdy chromosom zajmuje w jądrze swoje własne terytorium | 215 |
Każdy chromosom zawiera grupy domen powiązanych topologicznie | 216 |
Izolatory wyznaczają granice domen powiązanych topologicznie | 218 |
10.2. Modyfikacje nukleosomów a ekspresja genomu | 220 |
Acetylacja histonów wpływa na wiele funkcji jądrowych, łącznie z ekspresją genomu | 220 |
Deacetylacja histonów prowadzi do zablokowania aktywnych rejonów genomu | 221 |
Acetylacja nie jest jedynym rodzajem modyfikacji histonów | 222 |
Remodelowanie nukleosomów również wpływa na ekspresję genomu | 223 |
10.3. Modyfikacje DNA a ekspresja genomu | 225 |
Wyciszanie genomu przez metylację DNA | 226 |
Metylacja wiąże się z piętnowaniem genomowym i inaktywacją chromosomu X | 226 |
Podsumowanie 228 | |
Krótkie pytania otwarte 229 | |
Pytania problemowe 229 | |
Literatura uzupełniająca 230 | |
Rozdział 11 231 | |
Rola białek wiążących DNA w ekspresji genomu 231 | |
11.1. Metody badan ia białek wiążących DNA i ich miejsc wiązania | 231 |
Krystalografia rentgenowska dostarcza danych dotyczących struktury dla każdego białka, które uda się skrystalizować | 231 |
Spektroskopia NMR jest wykorzystywana do badania struktury małych białek | 233 |
Badanie spowolnienia migracji w żelu pozwala zidentyfikować fragmenty DNA wiążące białka | 234 |
Testy ochrony przed modyfikacją precyzyjniej określają położenie miejsc wiążących białko | 234 |
Nukleotydy bezpośrednio oddziałujące z białkiem można zidentyfikować, stosując test zakłócania modyfikacji | 237 |
Wyszukiwanie w genomie miejsc wiążących białka | 237 |
11.2. Specyficzne cechy białek wiążących DNA | 239 |
Domena typu helisa–skręt–helisa występuje w białkach prokariotycznych i eukariotycznych | 240 |
W białkach eukariotycznych wiążących się z DNA często występują palce cynkowe | 240 |
Inne rodzaje domen wiążących kwasy nukleinowe | 241 |
11.3. Oddziaływanie między DNA a wiążącymi je białkami | 242 |
Bezpośredni odczyt informacji zawartej w sekwencji nukleotydów | 242 |
Sekwencja nukleotydów pośrednio wpływa na strukturę helisy | 243 |
Oddziaływania między DNA a białkami | 243 |
Podsumowanie 244 | |
Krótkie pytania otwarte 245 | |
Pytania problemowe 245 | |
Literatura uzupełniająca 246 | |
Rozdział 12 | 247 |
Transkryptomy 247 | |
12.1. Składniki tran skryptomu mRNA jest mało liczną, ale za to złożoną częścią transkryptomu | 247 |
Krótkie niekodujące RNA mają różne funkcje | 249 |
Długie niekodujące RNA są zagadkowymi transkryptami | 250 |
Do badania zawartości transkryptomów wykorzystuje się analizy na mikromacierzach i sekwencjonowanie RNA | 252 |
12.2. Synteza składników tran skryptomu | 254 |
Polimerazy RNA są maszynami molekularnymi do wytwarzania RNA | 254 |
Miejsca rozpoczęcia transkrypcji są wskazywane przez sekwencje promotorowe | 255 |
Synteza RNA bakteryjnych jest regulowana przez białka represorowe i aktywatorowe | 258 |
Synteza bakteryjnego RNA jest również regulowana przez kontrolowanie terminacji transkrypcji | 261 |
Synteza eukariotycznego RNA jest regulowana głównie przez białka aktywatorowe | 263 |
12.3. Degrada cja składników tran skryptomu | 265 |
Znanych jest kilka procesów nieswoistego rozkładu RNA | 265 |
Wyciszanie RNA zidentyfikowano po raz pierwszy jako sposób niszczenia inwazyjnego wirusowego RNA | 266 |
MikroRNA regulują ekspresję genomu, powodując degradację konkretnych docelowych mRNA | 268 |
12.4. Wpływ obróbki RNA na skład tran skryptomu | 268 |
Szlak wycinania intronów z eukariotycznych pre-mRNA | 269 |
Proces składania RNA musi mieć wysoki stopień precyzji | 271 |
Elementy wzmacniaczy i wyciszaczy determinują szlaki alternatywnego składania RNA | 272 |
12.5. Badan ia tran skryptomów | 274 |
Analizy transkryptomów jako narzędzie do anotacji genomu | 274 |
Transkryptomy komórek nowotworowych | 276 |
Badania transkryptomów w odpowiedzi roślin na stres | 277 |
Podsumowanie | 279 |
Krótkie pytania otwarte | 280 |
Pytania problemowe | 280 |
Literatura uzupełniająca 281 | |
Rozdział 13 283 | |
Proteomy | 283 |
13.1. Badanie składu proteomu | 283 |
Etap rozdziału białek w analizie profili białkowych | 284 |
Etap identyfikacji białek w analizie profili białkowych | 286 |
Porównywanie składu dwóch proteomów | 288 |
Analityczne mikromacierze białkowe są alternatywną metodą w analizie profili białkowych | 290 |
13.2. Identyfikacja białek, które oddziałują ze sobą | 291 |
Identyfikacja par oddziałujących ze sobą białek | 291 |
Identyfikacja składników kompleksów zbudowanych z wielu białek | 294 |
Identyfikacja interakcji funkcjonalnych | 295 |
Mapy interakcji białko–białko pokazują oddziaływania w proteomie | 296 |
13.3. Synteza i degrada cja składników proteomu | 298 |
Rybosomy są molekularnymi maszynami wytwarzającymi białka | 298 |
Bakterie w czasie stresu inaktywują rybosomy, by zredukować swój proteom | 300 |
Czynniki inicjacyjne pośredniczą w przebudowie proteomu eukariotycznego na dużą skalę | 302 |
Translacja poszczególnych mRNA może być również regulowana specyficznie | 303 |
Degradacja składników proteomu | 304 |
13.4. Wpływ procesów dojrzewania białek na skład proteomu | 305 |
Sekwencja aminokwasowa białka zawiera instrukcję jego fałdowania | 305 |
Niektóre białka są aktywowane przez cięcie proteolityczne | 308 |
Istotne zmiany w aktywności białka mogą wynikać z modyfikacji chemicznych | 310 |
13.5. Wyjść poza proteom | 312 |
Metabolom jest kompletnym zbiorem metabolitów występujących w komórce | 312 |
Biologia systemów umożliwia opisanie aktywności komórki w sposób zintegrowany | 313 |
Podsumowanie 316 | |
Krótkie pytania otwarte 316 | |
Pytania problemowe 317 | |
Literatura uzupełniająca | 317 |
Rozdział 14 319 | |
Ekspresja genomu w kontekście komórek i organizmów 319 | |
14.1. Odpowiedź genomu na sygnały zewnętrzne | 319 |
Przesyłanie sygnału przez import zewnątrzkomórkowego związku sygnalizującego | 320 |
Białka receptorowe przenoszą sygnały przez błony komórkowe | 322 |
Niektóre szlaki przekazywania sygnału mają tylko kilka etapów między receptorem a genomem | 323 |
Niektóre szlaki przekazywania sygnału mają wiele etapów między receptorem a genomem | 324 |
Niektóre szlaki przekazywania sygnału działają za pośrednictwem przekaźników wtórnych | 325 |
14.2. Zmiany w aktywności genomu prowadzące do różnicowania komórkowego | 326 |
Niektóre procesy różnicowania obejmują zmiany w strukturze chromatyny | 326 |
Typy płciowe drożdży są determinowane przez konwersję genu | 327 |
Rearanżacje genomu są odpowiedzialne za różnorodność immunoglobulin i receptorów komórek T | 329 |
14.3. Zmiany w aktywności genomu leżące u podstaw rozwoju | 331 |
Bakteriofag λ: przełącznik genetyczny umożliwia dokonanie wyboru między alternatywnymi szlakami rozwojowymi | 332 |
Sporulacja u Bacillus: koordynacja aktywności dwóch odrębnych typów komórek | 333 |
Caenorhabditis elegans: podstawa genetyczna informacji pozycyjnej i określania losu komórek | 336 |
Muszka owocowa: przekształcenie informacji pozycyjnej w plan segmentacji ciała | 338 |
Udział genów homeotycznych jest uniwersalną cechą rozwoju wyższych eukariontów | 340 |
Geny homeotyczne leżą również u podstaw rozwoju u roślin | 341 |
Podsumowanie 342 | |
Krótkie pytania otwarte 343 | |
Pytania problemowe 343 | |
Literatura uzupełniająca 344 | |
Rozdział 15 345 | |
Replikacja genomu 345 | |
15.1. Topologia replikacji genomu | 345 |
Struktura podwójnej helisy utrudnia proces replikacji | 346 |
Doświadczenie Meselsona–Stahla dowiodło semikonserwatywności replikacji | 347 |
Odkrycie topoizomeraz DNA pozwoliło na rozwiązanie problemu topologicznego | 349 |
Wariacje na temat replikacji semikonserwatywnej | 351 |
15.2. Faza inicjacji replikacji genomu | 353 |
Inicjacja replikacji DNA w komórkach E. coli | 353 |
Obszary inicjacji replikacji DNA w komórkach drożdży są równie dobrze poznane | 354 |
Identyfikacja miejsc inicjacji replikacji DNA w komórkach wyższych eukariontów okazała się znacznie trudniejsza | 355 |
15.3. Zjawiska zachodzące w obrębie widełek replikacyjnych | 356 |
Polimerazy DNA to maszyny molekularne produkujące (i degradujące) DNA | 356 |
Ograniczenia polimeraz DNA utrudniające replikację genomu | 358 |
Do ukończenia replikacji nici opóźnionej konieczne jest połączenie fragmentów Okazaki | 359 |
15.4. Terminacja replikacji genomu | 361 |
Terminacja replikacji genomu E. coli zachodzi w ściśle określonym obszarze | 362 |
Niewiele wiadomo o terminacji replikacji w komórkach eukariontów | 363 |
W niektórych komórkach to telomeraza kończy replikację cząsteczek chromosomowego DNA | 364 |
Wpływ długości telomerów na procesy starzenia komórkowego i nowotworzenia | 367 |
Unikalne rozwiązanie problemu skracania telomerów w komórkach Drosophila | 368 |
15.5. Regulacja replikacji genomu eukariotycznego | 369 |
Replikacji genomu wymaga synchronizacji z cyklem komórkowym | 369 |
Warunkiem przejścia punktu kontrolnego G1-S jest udzielenie miejscom inicjacji „licencji na replikację” | 370 |
Nie wszystkie miejsca inicjacji replikacji są wykorzystywane jednocześnie | 371 |
Komórka ma różne opcje na wypadek uszkodzenia genomu | 373 |
Podsumowanie 373 | |
Krótkie pytania otwarte 374 | |
Pytania problemowe 375 | |
Literatura uzupełniająca 375 | |
Rozdział 16 377 | |
Mutacje i naprawa DNA 377 | |
16.1. Przyczyny mutacji | 377 |
Błędy w replikacji są źródłem mutacji punktowych | 378 |
Błędy w replikacji mogą też doprowadzić do mutacji typu insercji i delecji | 379 |
Mutacje są również wywoływane przez mutageny chemiczne i fizyczne | 382 |
16.2. Napra wa mutacji i innych typów uszkodzeń DNA | 386 |
Systemy naprawy bezpośredniej wypełniają pęknięcia i korygują niektóre rodzaje modyfikacji nukleotydów | 386 |
Wycinanie zasad naprawia wiele rodzajów uszkodzonych nukleotydów | 387 |
Naprawa przez wycinanie nukleotydów koryguje bardziej rozległe uszkodzenia | 389 |
Naprawa błędnie sparowanych nukleotydów poprawia błędy replikacji | 390 |
Pęknięcia jedno- i dwuniciowe mogą być naprawiane | 391 |
Uszkodzenia DNA mogą być pomijane podczas replikacji genomu | 393 |
Defekty w naprawie DNA stanowią podłoże chorób człowieka, w tym nowotworów | 394 |
Podsumowanie | 394 |
Krótkie pytania otwarte 395 | |
Pytania problemowe 396 | |
Literatura uzupełniająca 396 | |
Rozdział 17 399 | |
Rekombinacja i transpozycja 399 | |
17.1. Rekombinacja homologiczna | 400 |
Modele rekombinacji homologicznej Hollidaya i Meselsona-Raddinga | 400 |
Model pęknięć dwuniciowych w rekombinacji homologicznej | 402 |
RecBCD jest najważniejszym szlakiem rekombinacji homologicznej u bakterii | 403 |
E. coli może także przeprowadzać rekombinację homologiczną za pomocą szlaku RecFOR | 404 |
Szlaki rekombinacji homologicznej u eukariontów | 405 |
Główną rolą rekombinacji DNA jest naprawa DNA | 406 |
17.2. Rekombinacja umiejscowiona | 406 |
Bakteriofag λ wykorzystuje rekombinację umiejscowioną podczas cyklu lizogennego infekcji | 406 |
Rekombinacja umiejscowiona jest pomocnym narzędziem w konstruowaniu roślin modyfikowanych genetycznie | 407 |
17.3. Tran spozycja | 408 |
Transpozycja replikatywna i konserwatywna transpozonów DNA | 409 |
Retroelementy podlegają transpozycji replikatywnej za pośrednictwem kopii RNA | 409 |
Podsumowanie 412 | |
Krótkie pytania otwarte 413 | |
Pytania problemowe 413 | |
Literatura uzupełniająca | 414 |
Rozdział 18 415 | |
Drogi ewolucji genomów 415 | |
18.1. Genomy: pierwsze | |
10 miliardów lat | 415 |
Pierwsze systemy biochemiczne opierały się na RNA | 415 |
Pierwsze genomy zbudowane z DNA | 418 |
W jakim stopniu życie jest niepowtarzalne? | 419 |
18.2. Ewolucja cora z bard ziej złożonych genomów | 420 |
Sekwencje genomów kryją wiele śladów dawnych duplikacji genów | 420 |
Duplikacja genu może zajść na skutek wielu różnych procesów | 423 |
Możliwa jest też duplikacja całego genomu | 424 |
W różnych genomach, w tym w genomie człowieka, można odnaleźć też ślady mniejszych duplikacji | 428 |
Prokarionty i eukarionty mogą nabywać geny od innych gatunków | 430 |
W ewolucji genomu następują również rearanżacje istniejących genów | 431 |
Konkurencyjne hipotezy wyjaśniają pochodzenie intronów | 433 |
Ewolucja epigenomu | 435 |
18.3. Genomy: ostatnie 6 milionów lat | 436 |
Genomy człowieka i szympansa są bardzo do siebie podobne | 436 |
Paleogenomika pomaga zrozumieć niedawną ewolucję genomu człowieka | 438 |
18.4. Genomy dziś: zróżnicowanie populacji | 439 |
Pochodzenia HIV i AIDS | 439 |
Pierwsze migracje ludzi z Afryki | 440 |
Różnorodność genomów ułatwia uprawę roślin | 442 |
Podsumowanie | 444 |
Krótkie pytania otwarte | 445 |
Pytania problemowe 445 | |
Literatura uzupełniająca | 445 |
Słowniczek 447 | |
Indeks | 445 |