10.4: Muundo na Kazi ya Genomes za mkononi

Malengo ya kujifunza

• Kufafanua jeni na genotype na kutofautisha genotype kutoka phenotype
• Eleza muundo wa chromosome na ufungaji
• Linganisha chromosomes za prokaryotic na eukaryotic
• Eleza kwa nini DNA ya extrachromosomal ni muhimu katika seli

Hadi sasa, tumejadili muundo na kazi ya vipande vya mtu binafsi vya DNA na RNA. Katika sehemu hii, tutajadili jinsi yote ya kiumbe ya maumbile ya maumbile - kwa pamoja inajulikana kama jenomu yake-ni kupangwa ndani ya seli. Kwa kuwa jenetiki ya kiumbe kwa kiasi kikubwa inaamuru sifa zake, haipaswi kushangaza kwamba viumbe hutofautiana katika mpangilio wa DNA na RNA zao.

Genotype dhidi ya Phenotype

Shughuli zote za mkononi ni encoded ndani ya DNA ya seli. Mlolongo wa misingi ndani ya molekuli ya DNA inawakilisha habari za maumbile ya seli. Makundi ya molekuli ya DNA huitwa jeni, na jeni ya mtu binafsi huwa na kanuni ya kufundisha muhimu kwa kuunganisha protini mbalimbali, enzymes, au molekuli za RNA zilizo imara.

Mkusanyiko kamili wa jeni ambayo seli ina ndani ya jenomu yake inaitwa genotype yake. Hata hivyo, kiini hakielezei jeni zake zote wakati huo huo. Badala yake, inarudi (huonyesha) au huzima jeni fulani inapohitajika. Seti ya jeni inayoonyeshwa wakati wowote kwa wakati huamua shughuli za seli na sifa zake zinazoonekana, zinazojulikana kama phenotype yake. Jeni ambazo zinaonyeshwa daima zinajulikana kama jeni za kikatiba; baadhi ya jeni za kikatiba zinajulikana kama jeni za utunzaji wa nyumba kwa sababu ni muhimu kwa kazi za msingi za seli.

Wakati genotype ya seli inabakia mara kwa mara, fenotype inaweza kubadilika katika kukabiliana na ishara za mazingira (kwa mfano, mabadiliko ya joto au upatikanaji wa virutubisho) ambayo huathiri jeni zipi zisizo za kikao zinaonyeshwa. Kwa mfano, bakteria ya mdomo Streptococcus mutans hutoa safu ya lami yenye utata ambayo inaruhusu kuambatana na meno, kutengeneza plaque ya meno; hata hivyo, jeni zinazodhibiti uzalishaji wa safu ya lami zinaonyeshwa tu mbele ya sucrose (sukari ya meza). Hivyo, wakati genotype ya S. mutans ni mara kwa mara, phenotype yake inabadilika kulingana na kuwepo na kutokuwepo kwa sukari katika mazingira yake. Joto linaweza pia kudhibiti usemi wa jeni. Kwa mfano, bakteria ya gramu-hasi Serratia marcescens, pathojeni inayohusishwa mara kwa mara na maambukizi yanayopatikana hospitali, hutoa rangi nyekundu saa 28 °C lakini si saa 37 °C, joto la kawaida la ndani la mwili wa binadamu (Kielelezo\(\PageIndex{1}\)).

Kielelezo\(\PageIndex{1}\): Sahani zote mbili zina matatizo ya Serratia marcescens ambayo yana jeni kwa rangi nyekundu. Hata hivyo, jeni hii inaonyeshwa saa 28 °C (kushoto) lakini si saa 37 °C (kulia). (mikopo: mabadiliko ya kazi na Ann Auman)

Shirika la Vifaa vya Maumbile

Idadi kubwa ya jenomu ya kiumbe hupangwa katika kromosomu za seli, ambazo ni miundo ya DNA isiyo ya kawaida ndani ya seli zinazodhibiti shughuli za seli. Kumbuka kwamba wakati kromosomu za eukaryotiki ziko katika kiini kilichofungwa na utando, prokaryotes nyingi zina kromosomu moja ya mviringo ambayo hupatikana katika eneo la cytoplasm inayoitwa nucleoid (tazama Tabia za kipekee za seli za prokaryotic). Chromosome inaweza kuwa na jeni elfu kadhaa.

Shirika la Chromosome ya Eukaryotic

Muundo wa Chromosome hutofautiana kiasi fulani kati ya seli za eukaryotic na prokaryotic. Chromosomes ya Eukaryotic ni kawaida ya mstari, na seli za eukaryotiki zina chromosomes nyingi tofauti. Seli nyingi za eukaryotiki zina nakala mbili za kila kromosomu na, kwa hiyo, ni diploid.

Urefu wa kromosomu unazidi sana urefu wa seli, hivyo kromosomu inahitaji kufungwa katika nafasi ndogo sana ili kufaa ndani ya seli. Kwa mfano, urefu wa pamoja wa jozi zote za msingi bilioni 3 ¹ ya DNA ya jenomu ya binadamu ingeweza kupima takriban mita 2 ikiwa imetambulishwa kabisa, na baadhi ya jenomu za eukaryotiki ni mara nyingi kubwa kuliko jenomu ya binadamu. DNA supercoiling inahusu mchakato ambao DNA inaendelea kufaa ndani ya seli. Supercoiling inaweza kusababisha DNA ambayo ni ama underwound (chini ya zamu moja ya helix kwa jozi 10 msingi) au overwound (zamu zaidi ya moja kwa jozi 10 msingi) kutoka hali yake ya kawaida walishirikiana. Protini zinazojulikana kwa kushiriki katika supercoiling ni pamoja na topoisomerasi; Enzymes hizi husaidia kudumisha muundo wa chromosomes supercoiled, kuzuia overwinding ya DNA wakati wa michakato fulani ya seli kama replication DNA.

Wakati wa ufungaji wa DNA, protini za kumfunga DNA zinazoitwa histones hufanya viwango mbalimbali vya kufunika DNA na kushikamana na protini za kiunzi. Mchanganyiko wa DNA na protini hizi zilizounganishwa hujulikana kama chromatin. Katika eukaryotes, ufungaji wa DNA kwa histones unaweza kuathiriwa na mambo ya mazingira yanayoathiri uwepo wa makundi ya methyl kwenye nyukleotidi fulani za cytosine za DNA. Ushawishi wa mambo ya mazingira kwenye ufungaji wa DNA huitwa epigenetics. Epigenetics ni utaratibu mwingine wa kusimamia usemi wa jeni bila kubadilisha mlolongo wa nucleotidi. Mabadiliko ya Epigenetic yanaweza kudumishwa kupitia raundi nyingi za mgawanyiko wa seli na, kwa hiyo, inaweza kuwa heritable.

Unganisha na Kujifunza

Tazama uhuishaji huu kutoka Kituo cha Kujifunza DNA ili ujifunze zaidi kuhusu ufungaji wa DNA katika eukaryotes.

Shirika la Chromosomes za Prokaryotic

Chromosomes katika bakteria na archaea kwa kawaida huwa mviringo, na kiini cha prokaryotiki huwa na kromosomu moja tu ndani ya nucleoid. Kwa sababu kromosomu ina nakala moja tu ya kila jeni, prokaryotes ni haploidi. Kama ilivyo katika seli za eukaryotic, DNA supercoiling ni muhimu kwa genome kufaa ndani ya seli ya prokaryotic. DNA katika chromosome ya bakteria hupangwa katika nyanja kadhaa za supercoiled. Kama ilivyo na eukaryotes, topoisomerases huhusika katika DNA ya supercoiling. Gyrase ya DNA ni aina ya topoisomerase, inayopatikana katika bakteria na baadhi ya archaea, ambayo husaidia kuzuia overwinding ya DNA. (Baadhi ya antibiotics huua bakteria kwa kulenga gyrase ya DNA.) Aidha, protini za histone-kama hufunga DNA na misaada katika ufungaji wa DNA. Protini nyingine hufunga kwa asili ya replication, mahali katika kromosomu ambapo replication DNA huanzisha. Kwa sababu mikoa mbalimbali ya DNA ni vifurushi tofauti, baadhi ya mikoa ya DNA ya kromosomal inapatikana zaidi kwa enzymes na hivyo inaweza kutumika kwa urahisi zaidi kama templates kwa kujieleza jeni. Jambo la kushangaza, bakteria kadhaa, ikiwa ni pamoja na Helicobacter pylori na Shigella flexneri, wameonyeshwa kushawishi mabadiliko ya epigenetic katika majeshi yao juu ya maambukizi, na kusababisha remodeling ya chromatin ambayo inaweza kusababisha athari za muda mrefu juu ya kinga ya jeshi. ²

Zoezi\(\PageIndex{1}\)

1. Ni tofauti gani kati ya genotype ya kiini na phenotype yake?
2. Je, DNA inafananaje ndani ya seli?

DNA isiyo na msimbo

Mbali na jeni, jenomu pia ina mikoa mingi ya DNA isiyo na coding ambayo haina encoding protini au bidhaa za RNA imara. Noncoding DNA ni kawaida hupatikana katika maeneo kabla ya kuanza kwa coding Utaratibu wa jeni kama vile katika mikoa intergenic (yaani, Utaratibu wa DNA iko kati ya jeni) (Kielelezo\(\PageIndex{2}\)).

Kielelezo\(\PageIndex{2}\): Chromosomes kawaida kuwa na kiasi kikubwa cha DNA noncoding, mara nyingi hupatikana katika mikoa intergenic.

Prokaryotes huonekana kutumia genomes zao kwa ufanisi sana, na wastani wa asilimia 12 ya genome inayochukuliwa na utaratibu usio na coding. Kwa upande mwingine, DNA isiyo na msimbo inaweza kuwakilisha takriban 98% ya jenomu katika eukaryotes, kama inavyoonekana kwa binadamu, lakini asilimia ya DNA isiyo na msimbo inatofautiana kati ya spishi. ³ Mikoa hii isiyo na msimbo wa DNA yalikuwa mara moja inajulikana kama “DNA ya Junk”; hata hivyo, istilahi hii haikubaliki tena kwa sababu wanasayansi wamepata majukumu kwa baadhi ya mikoa hii, nyingi ambazo zinachangia udhibiti wa transcription au tafsiri kupitia uzalishaji wa ndogo noncoding RNA molekuli, DNA ufungaji, na utulivu chromosomal. Ingawa wanasayansi wanaweza kuelewa kikamilifu majukumu ya mikoa yote isiyo na coding ya DNA, kwa ujumla wanaamini kuwa wana malengo ndani ya seli.

Zoezi\(\PageIndex{2}\)

Ni jukumu gani la DNA isiyo na coding?

Extrachromosomal DNA

Ingawa DNA nyingi zilizomo ndani ya kromosomu za seli, seli nyingi zina molekuli za ziada za DNA nje ya kromosomu, zinazoitwa DNA extrachromosomal, ambazo pia ni sehemu ya jenomu yake. Jenomu za seli za eukaryotiki pia zinajumuisha chromosomes kutoka organelles yoyote kama vile mitochondria na/au chloroplasts ambazo seli hizi zinahifadhi (Kielelezo\(\PageIndex{3}\)). Matengenezo ya chromosomes ya mviringo katika organelles hizi ni kizuizi cha asili yao ya prokaryotic na inasaidia nadharia ya endosymbiotic (tazama Misingi ya Nadharia ya Kisasa ya Kiini). Katika hali nyingine, genomes ya virusi fulani vya DNA pia inaweza kuhifadhiwa kwa kujitegemea katika seli za jeshi wakati wa maambukizi ya virusi vya latent. Katika kesi hizi, virusi hivi ni aina nyingine ya DNA ya extrachromosomal. Kwa mfano, papillomavirus ya binadamu (HPV) inaweza kuhifadhiwa katika seli zilizoambukizwa kwa njia hii.

Kielelezo\(\PageIndex{3}\): Jenome ya seli ya eukaryotic ina chromosome iliyowekwa katika kiini, na DNA ya extrachromosomal iliyopatikana katika mitochondria (seli zote) na chloroplasts (mimea na mwani).

Mbali na kromosomu, baadhi ya prokaryotes pia wana matanzi madogo ya DNA inayoitwa plasmidi ambayo yanaweza kuwa na jeni moja au chache si muhimu kwa ukuaji wa kawaida (Kielelezo 3.3.1). Bakteria zinaweza kubadilishana plasmidi hizi na bakteria nyingine katika mchakato unaojulikana kama uhamisho wa jeni usawa (HT). Kubadilishana nyenzo za maumbile kwenye plasmidi wakati mwingine hutoa microbes na jeni mpya zenye manufaa kwa ukuaji na kuishi chini ya hali maalum. Katika baadhi ya matukio, jeni zilizopatikana kutoka kwa plasmidi zinaweza kuwa na athari za kliniki, encoding mambo ya virulence ambayo huwapa kidudu uwezo wa kusababisha ugonjwa au kufanya microbe sugu kwa antibiotics fulani. Plasmidi pia hutumika sana katika uhandisi wa maumbile na bioteknolojia kama njia ya kuhamisha jeni kutoka seli moja hadi nyingine. Jukumu la plasmids katika uhamisho wa jeni usawa na bioteknolojia itajadiliwa zaidi katika Utaratibu wa Microbial Genetics na Matumizi ya kisasa ya Microbial Genetics.

Zoezi\(\PageIndex{3}\)

Je, plasmids inashirikiwaje katika upinzani wa antibiotic?

Plasmidi mbaya

Maria, mwanafunzi wa anthropolojia mwenye umri wa miaka 20 kutoka Texas, hivi karibuni alipata ugonjwa katika taifa la Afrika la Botswana, ambapo alikuwa akifanya utafiti kama sehemu ya mpango wa utafiti wa nje ya nchi. Utafiti wa Maria ulilenga mbinu za jadi za Kiafrika za ngozi za ngozi kwa ajili ya uzalishaji wa ngozi. Zaidi ya kipindi cha wiki tatu, alitembelea tannery kila siku kwa saa kadhaa kuchunguza na kushiriki katika mchakato wa tanning. Siku moja, baada ya kurudi kutoka tannery, Maria aliendeleza homa, baridi, na maumivu ya kichwa, pamoja na maumivu ya kifua, maumivu ya misuli, kichefuchefu, na dalili nyingine za homa. Mwanzoni, hakuwa na wasiwasi, lakini wakati homa yake ilipotoka na akaanza kuhofia damu, familia yake ya mwenyeji wa Afrika ikawa na hofu na kumkimbilia hospitali, ambapo hali yake iliendelea kuwa mbaya zaidi.

Baada ya kujifunza kuhusu kazi yake ya hivi karibuni katika tannery, daktari alidhani kwamba Maria alikuwa ameonekana kwa anthrax. Aliamuru X-ray ya kifua, sampuli ya damu, na bomba la mgongo, na mara moja akaanza kwenye mwendo wa penicillin ya intravenous. Kwa bahati mbaya, vipimo vya maabara vilihakikishia utambuzi wa daktari. Maria kifua X-ray exhibited pleural effusion, mkusanyiko wa maji katika nafasi kati ya utando pleural, na Gram doa ya damu yake wazi mbele ya gramu-chanya, bakteria fimbo umbo katika minyororo fupi, sambamba na Bacillus anthracis. Damu na bakteria pia zilionyeshwa kuwepo katika ugiligili wake wa cerebrospinal, ikionyesha kwamba maambukizi yalikuwa yameendelea hadi meningitis. Licha ya matibabu ya kuunga mkono na tiba kali ya antibiotic, Maria aliingia katika hali isiyojibika na kufa siku tatu baadaye.

Anthrax ni ugonjwa unaosababishwa na kuanzishwa kwa endospores kutoka kwa bakteria ya gram-chanya B. anthracis ndani ya mwili. Mara baada ya kuambukizwa, wagonjwa kawaida kuendeleza meningitis, mara nyingi na matokeo mabaya. Katika kesi ya Maria, yeye inhaled endospores wakati kushughulikia ngozi ya wanyama walioambukizwa.

Jenomu ya B. anthracis inaonyesha jinsi tofauti ndogo za miundo zinaweza kusababisha tofauti kubwa katika virulence. Mwaka 2003, genomes ya B. anthracis na Bacillus cereus, bakteria sawa lakini chini ya pathogenic ya jenasi moja, walikuwa sequenced na ikilinganishwa. ⁴ Watafiti waligundua kwamba 16S rRNA gene Utaratibu wa bakteria hizi ni zaidi ya 99% kufanana, maana kwamba wao ni kweli wanachama wa spishi moja licha ya uainishaji wao wa jadi kama spishi tofauti. Ingawa utaratibu wao wa chromosomal pia ulifunua mengi ya kufanana, sababu kadhaa za virulence za B. anthracis zilipatikana kuwa encoded kwenye plasmidi mbili kubwa ambazo hazipatikani katika B. cereus. Px01 plasmid inajumuisha sumu ya sehemu tatu ambayo huzuia mfumo wa kinga ya jeshi, ambapo Px02 ya plasmid inajumuisha polysaccharide ya capsular ambayo inalinda zaidi bakteria kutoka kwa mfumo wa kinga ya mwenyeji (Kielelezo\(\PageIndex{4}\)). Kwa kuwa B. cereus inakosa plasmids hizi, haina kuzalisha mambo haya virulence, na ingawa bado ni pathogenic, ni kawaida kuhusishwa na kesi kali ya kuhara ambayo mwili unaweza haraka kupona. Kwa bahati mbaya kwa Maria, uwepo wa plasmids hizi za encoding za sumu katika B. anthracis hutoa virulence yake mbaya.

Kielelezo\(\PageIndex{4}\): Genome mlolongo wa Bacillus anthracis na jamaa yake wa karibu B. cereus inaonyesha kwamba pathogenicity ya B. anthracis ni kutokana na matengenezo ya plasmids mbili, Px01 na Px02, ambayo encode sababu virulence.

Zoezi\(\PageIndex{4}\)

Unafikiri nini kitatokea kwa pathogenicity ya B. anthracis ikiwa imepoteza moja au yote ya plasmids yake?

Mtazamo wa Hospitali

Ndani ya masaa 24, matokeo ya uchambuzi wa uchunguzi wa sampuli ya kiti cha Alex ilibaini kuwa ni chanya kwa enterotoxini ya joto (LT), enterotoxin ya joto imara (ST), na sababu ya ukoloni (CF), kuthibitisha tuhuma ya daktari wa hospitali ya ETEC. Wakati wa kufuatilia na daktari wa familia ya Alex, daktari huyu alibainisha kuwa dalili za Alex hazikutatuliwa haraka na alikuwa akipata usumbufu uliokuwa unamzuia asirudi madarasa. Daktari wa familia alimteua Alex kozi ya ciprofloxacin kutatua dalili zake. Kwa bahati nzuri, ciprofloxacin iliamua dalili za Alex ndani ya siku chache.

Alex uwezekano alipata maambukizi yake kutokana na kumeza chakula au maji yaliyochafuliwa. Nchi zinazoendelea zinazoendelea kama Mexico bado zinaendeleza mazoea ya usafi wa mazingira ambayo huzuia uchafuzi wa maji kwa vifaa vya kinyesi. Wasafiri katika nchi hizo wanapaswa kuepuka kumeza vyakula visivyopikwa, hasa nyama, dagaa, mboga mboga, na bidhaa za maziwa zisizohifadhiwa. Wanapaswa pia kuepuka matumizi ya maji ambayo haijawahi kutibiwa; hii ni pamoja na maji ya kunywa, cubes ya barafu, na hata maji yaliyotumika kwa kusaga meno. Kutumia maji ya chupa kwa madhumuni haya ni mbadala nzuri. Usafi mzuri (kuosha mikono) pia unaweza kusaidia kuzuia maambukizi ya ETEC. Alex hakuwa makini kuhusu chakula chake au matumizi ya maji, ambayo yalisababisha ugonjwa wake.

Dalili za Alex zilikuwa sawa na zile za kipindupindu, zilizosababishwa na bakteria ya gramu-hasi Vibrio cholerae, ambayo pia hutoa sumu inayofanana na ST na LT. Wakati fulani katika historia ya mabadiliko ya ETEC, aina isiyo ya pathogenic ya E. coli inayofanana na yale ambayo hupatikana kwa kawaida katika tumbo inaweza kuwa na alipata jeni encoding ST na LT sumu kutoka V. kipindupindu. Ukweli kwamba jeni encoding sumu hizo ni encoded juu ya plasmidi extrachromosomal katika ETEC inasaidia wazo kwamba jeni hizi walikuwa alipewa na E. coli na uwezekano kuhifadhiwa katika wakazi wa bakteria kupitia usawa uhamisho jeni.

Jenomu za virusi

Genomes ya virusi huonyesha tofauti kubwa katika muundo. Virusi vingine vina genomes ambazo zinajumuisha DNA kama nyenzo zao za maumbile. DNA hii inaweza kuwa moja iliyopigwa, kama mfano wa parvoviruses ya binadamu, au mara mbili iliyopigwa, kama inavyoonekana katika herpesviruses na poxviruses. Zaidi ya hayo, ingawa maisha yote ya seli hutumia DNA kama nyenzo zake za maumbile, baadhi ya genomes za virusi hufanywa kwa molekuli za RNA moja-stranded au mbili-stranded, kama tulivyojadiliwa. Genomes ya virusi ni kawaida ndogo kuliko genomes nyingi za bakteria, encoding jeni chache tu, kwa sababu wanategemea majeshi yao kutekeleza kazi nyingi zinazohitajika kwa replication yao. Tofauti za miundo ya genome ya virusi na matokeo yao kwa mzunguko wa maisha ya replication ya virusi hujadiliwa kwa undani zaidi katika Mzunguko wa Maisha ya Virusi.

Zoezi\(\PageIndex{5}\)

Kwa nini genomes ya virusi hutofautiana sana kati ya virusi?

Jenome ukubwa mambo

Kuna tofauti kubwa katika ukubwa wa genomes kati ya viumbe tofauti. Eukaryotes nyingi huhifadhi kromosomu nyingi; binadamu, kwa mfano wana jozi 23, wakiwapa kromosomu 46. Licha ya kuwa kubwa katika jozi bilioni 3 za msingi, jenomu ya binadamu iko mbali na jenomu kubwa zaidi. Mimea mara nyingi hudumisha genomes kubwa sana, hadi jozi za msingi bilioni 150, na kwa kawaida ni polyploidi, ikiwa na nakala nyingi za kila kromosomu.

Ukubwa wa genomes za bakteria pia hutofautiana sana, ingawa huwa ndogo kuliko genomes za eukaryotic (Kielelezo\(\PageIndex{5}\)). Baadhi ya jenomu za bakteria zinaweza kuwa ndogo kama jozi 112,000 tu za msingi. Mara nyingi, ukubwa wa genome ya bakteria huhusiana moja kwa moja na kiasi gani bakteria inategemea mwenyeji wake kwa ajili ya kuishi. Wakati bakteria inategemea kiini cha jeshi kutekeleza kazi fulani, inapoteza jeni encoding uwezo wa kutekeleza kazi hizo yenyewe. Aina hizi za endosymbionts za bakteria zinawakumbusha asili ya prokaryotic ya mitochondria na chloroplasts.

Kutokana na mtazamo wa kliniki, wajibu wa vimelea vya intracellular pia huwa na genomes ndogo (baadhi ya karibu jozi milioni 1 za msingi). Kwa sababu seli za jeshi hutoa virutubisho vyao vingi, huwa na idadi ndogo ya jeni encoding kazi za kimetaboliki. Kutokana na ukubwa wao mdogo, jenomu za viumbe kama Mycoplasma genitalium (jozi za msingi 580,000), Klamidia trachomatis (milioni 1.0), Rickettsia prowazekii (milioni 1.1), na Treponema pallidum (milioni 1.1) zilikuwa baadhi ya jenomu za awali za bakteria mpangilio. Kwa mtiririko huo, vimelea hivi husababisha urethritis na kuvimba kwa pelvic, chlamydia, typhus, na kaswisi.

Wakati wajibu wa vimelea vya intracellular vina genomes ndogo isiyo ya kawaida, bakteria nyingine zilizo na uwezo mkubwa wa metabolic na enzymatic zina genomes kubwa ya kawaida ya bakteria. Pseudomonas aeruginosa, kwa mfano, ni bakteria inayopatikana katika mazingira na ina uwezo wa kukua kwenye substrates mbalimbali. Jenome yake ina jozi ya msingi ya milioni 6.3, ikitoa uwezo mkubwa wa kimetaboliki na uwezo wa kuzalisha mambo ya virulence ambayo husababisha aina kadhaa za maambukizi yanayofaa.

Kushangaza, kumekuwa na tofauti kubwa katika ukubwa wa jenomu katika virusi pia, kuanzia jozi za msingi 3,500 hadi jozi za msingi milioni 2.5, kwa kiasi kikubwa zaidi ya ukubwa wa genomes nyingi za bakteria. Tofauti kubwa inayoonekana katika ukubwa wa genome ya virusi huchangia zaidi utofauti mkubwa wa sifa za genome za virusi ambazo tayari zinajadiliwa.

Kielelezo\(\PageIndex{5}\): Kuna tofauti kubwa pamoja na kuingiliana kati ya ukubwa wa genome ya makundi mbalimbali ya viumbe na virusi.

Unganisha na Kujifunza

Tembelea database ya genome ya Kituo cha Taifa cha Taarifa za Bioteknolojia (NCBI) ili kuona genomes ambazo zimewekwa na ukubwa wao.

Dhana muhimu na Muhtasari

• Maudhui yote ya maumbile ya kiini ni genome yake.
• Msimbo wa jeni kwa protini, au molekuli imara ya RNA, ambayo kila mmoja hufanya kazi maalum katika seli.
• Ingawa genotype ambayo seli inayo bado inabakia mara kwa mara, usemi wa jeni unategemea hali ya mazingira.
• Fenotype ni sifa zinazoonekana za seli (au kiumbe) katika hatua fulani kwa wakati na matokeo kutoka kwa msaidizi wa jeni zinazotumiwa sasa.
• Wengi wa vifaa vya maumbile hupangwa katika kromosomu zilizo na DNA inayodhibiti shughuli za seli.
• Prokaryotes huwa haploidi, kwa kawaida huwa na kromosomu moja ya mviringo inayopatikana katika nucleoid. Eukaryotes ni diploidi; DNA hupangwa katika kromosomu nyingi za mstari zinazopatikana katika kiini.
• Ufungaji wa DNA na kwa kutumia protini za kumfunga DNA inaruhusu molekuli ndefu kufaa ndani ya seli. Eukaryotes na archaea hutumia protini za histone, na bakteria hutumia protini tofauti na kazi sawa.
• Genomes za prokaryotic na eukaryotic zote zina DNA isiyo na coding, kazi ambayo haijulikani vizuri. Baadhi ya DNA isiyo na coding inaonekana kushiriki katika malezi ya molekuli ndogo za RNA zisizo na coding zinazoathiri kujieleza kwa jeni; baadhi inaonekana kuwa na jukumu katika kudumisha muundo wa kromosomu na katika ufungaji wa DNA.
• DNA ya extrachromosomal katika eukaryotes inajumuisha chromosomes zilizopatikana ndani ya organelles za asili ya prokaryotiki (mitochondria na chloroplasts) ambazo zimebadilika na endosymbiosis. Baadhi ya virusi pia inaweza kudumisha wenyewe extrachromosomally.
• DNA extrachromosomal katika prokaryotes ni kawaida iimarishwe kama plasmidi kwamba encode jeni chache nonessential ambayo inaweza kuwa na manufaa katika hali maalum. Plasmidi inaweza kuenea kupitia jamii ya bakteria kwa uhamisho wa jeni usio na usawa.
• Jenomu za virusi zinaonyesha tofauti kubwa na inaweza kuwa na RNA ama au DNA, na inaweza kuwa ama mara mbili au moja iliyopigwa.

maelezo ya chini

1. 1 Taasisi ya Taifa ya Binadamu Jenome Utafiti. “Kukamilisha Mradi wa Jenomu ya Binadamu: Maswali yanayoulizwa mara kwa mara https://www.genome.gov/11006943. Ilifikia Juni 10, 2016
2. 2 H. Bierne na wenzake. “Epigenetics na Maambukizi ya Bakteria.” Baridi Spring Bandari Mitazamo katika Tiba 2 no. 12 (2012) :a010272.
3. 3 R.J. Taft et al. “Uhusiano kati ya DNA isiyo ya Protini-Coding na Ukamilifu wa Eukaryotic.” Bioinsays 29 namba 3 (2007): 288-299.
4. 4 Mheshimiwa Ivanova na wengine. “Mlolongo wa Jenomu ya Bacillus cereus na Uchambuzi wa kulinganisha na Bacillus anthracis.” Hali 423 no 6935 (2003) :87—91.