Come fanno i procarioti a memorizzare i loro genomi?
doc-6209
I Prokaryotes (batteri e arcaie) in genere memorizzano i loro genomi su un singolo grande cromosoma circolare. Allo stesso modo, alcuni organelli eucariotici contengono un cromosoma circolare residuo con un piccolo numero di geni. 14.4 I Prokaryotes a volte integrano il loro cromosoma con altri piccoli cerchi di DNA chiamati plasmidi, che di solito codificano solo pochi geni e sono trasferibili tra gli individui.
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doc-6297
Quando si parla di composizione del genoma, si dovrebbe distinguere tra i procarioti e gli eucarioti come le grandi differenze sulla struttura dei contenuti che hanno. Nei procarioti, la maggior parte del genoma (85-90%) è costituita da DNA non ripetitivo, il che significa che codificare il DNA lo forma principalmente, mentre le regioni che non codificano solo una piccola parte. Al contrario, gli eucarioti hanno la caratteristica di organizzare l' organizzazione degli eson-intron dei geni che codificano le proteine; anche la variazione del contenuto di DNA ripetitivo negli eucarioti è estremamente elevata. Nei mammiferi e nelle piante, la maggior parte del genoma è composta da DNA ripetitivo.
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doc-6300
La dimensione del genoma è il numero totale di coppie DNA base in una copia di un genoma aploide. La dimensione del genoma è positivamente correlata alla complessità morfologica tra i procarioti e gli eucarioti inferiori; tuttavia, dopo i molluschi e tutti gli altri eucarioti superiori di cui sopra, questa correlazione non è più efficace. Questo fenomeno indica anche la potente influenza che deriva dall' azione ripetitiva del DNA sui genomi.
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doc-6210
Mentre i cromosomi dei procarioti sono relativamente densi di geni, quelli degli eucarioti spesso contengono regioni di DNA che non svolgono alcuna funzione ovvia. I semplici eucarioti unicellulari hanno quantità relativamente piccole di tale DNA, mentre i genomi di organismi multicellulari complessi, compresi gli esseri umani, contengono una maggioranza assoluta di DNA senza una funzione identificata. Questo DNA è stato spesso chiamato "DNA spazzatura". Tuttavia, le analisi più recenti suggeriscono che, sebbene il DNA con codifica proteica rappresenti appena il 2% del genoma umano, circa l' 80% delle basi del genoma può essere espresso, quindi il termine "DNA spazzatura" può essere un termine improprio.
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doc-6229
Una volta completata la replicazione del DNA, la cellula deve separare fisicamente le due copie del genoma e dividere in due cellule distinte legate alla membrana. 18.2 Nei procarioti (batteri e arcaie) ciò avviene di solito attraverso un processo relativamente semplice chiamato fissione binaria, in cui ogni genoma circolare si attacca alla membrana cellulare e viene separato nelle cellule figlie mentre la membrana invagina per dividere il citoplasma in due porzioni legate alla membrana. La fissione binaria è estremamente veloce rispetto ai tassi di divisione cellulare in eucarioti.
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doc-6224
Alcuni virus memorizzano i loro genomi interi sotto forma di RNA e non contengono DNA. Perché usano RNA per memorizzare i geni, i loro ospiti cellulari possono sintetizzare le loro proteine ​​non appena sono infettati e senza il ritardo in attesa di trascrizione. D' altra parte, retrovirus RNA, come l' HIV, richiedono la trascrizione inversa del loro genoma da RNA nel DNA prima che le loro proteine possono essere sintetizzate. L' eredità epigenetica mediata da RNA è stata osservata anche nelle piante e molto raramente negli animali.
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doc-4150
Gli algoritmi di compressione genetica sono l' ultima generazione di algoritmi lossless che comprimono i dati (tipicamente sequenze di nucleotidi) utilizzando algoritmi di compressione convenzionali e algoritmi genetici adattati allo specifico datatype. Nel 2012, un team di scienziati della Johns Hopkins University ha pubblicato un algoritmo di compressione genetica che non utilizza un genoma di riferimento per la compressione. HAPZIPPER è stato progettato su misura per i dati HapMap e raggiunge una compressione di oltre 20 volte (riduzione del 95% delle dimensioni dei file), fornendo una compressione da 2 a 4 volte superiore e in tempi molto più rapidi rispetto alle principali utilità di compressione per uso generico. Per questo Chanda, Elhaik e Bader hanno introdotto la codifica basata su MAF (MAFE), che riduce l' eterogeneità del dataset ordinando gli SNP in base alla loro frequenza allele minore, omogeneizzando così il dataset. Altri algoritmi negli anni 2009 e 2013 (DNAZip e GenomeZip) hanno rapporti di compressione fino a 1200 pieghevoli, che consentono di memorizzare 6 miliardi di genomi umani diploidi dell' aria di base in 2,5 megabyte (rispetto a un genoma di riferimento o media su molti genomi).
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doc-6239
Il trasferimento genico orizzontale si riferisce al trasferimento di materiale genetico attraverso un meccanismo diverso dalla riproduzione. Questo meccanismo è una fonte comune di nuovi geni nei procarioti, a volte si pensa che contribuisca più alla variazione genetica che alla duplicazione genica. È un mezzo comune per diffondere la resistenza agli antibiotici, la virulenza e le funzioni metaboliche adattive. Sebbene il trasferimento genico orizzontale sia raro negli eucarioti, sono stati probabilmente identificati esempi di genomi protisti e alga contenenti geni di origine batterica.
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doc-1780
Un tempo considerate piante appartenenti alla classe Schizomycetes, i batteri sono ora classificati come procarioti. A differenza delle cellule degli animali e di altri eucarioti, le cellule batteriche non contengono un nucleo e raramente contengono organelli legati alla membrana. Anche se il termine batteri tradizionalmente includeva tutti i procarioti, la classificazione scientifica cambiò dopo la scoperta negli anni' 90 che i procarioti sono costituiti da due gruppi molto diversi di organismi che si sono evoluti da un antico antenato comune. Questi domini evolutivi sono chiamati Bacteria e Archaea.
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doc-3897
Uno sforzo pubblico di sequenziamento genomico del cotone è stato avviato nel 2007 da un consorzio di ricercatori pubblici. Hanno concordato una strategia per la sequenza del genoma del cotone coltivato, tetraploide. "Tetraploide" significa che il cotone coltivato ha in realtà due genomi separati all' interno del suo nucleo, denominati genomi A e D. Il consorzio di sequenziamento ha dapprima deciso di mettere in sequenza il relativo genoma D del cotone coltivato (G. raimondii, una specie selvatica di cotone dell' America centrale) a causa delle sue piccole dimensioni e del numero limitato di elementi ripetitivi. È quasi un terzo del numero di basi di cotone tetraploide (AD), e ogni cromosoma è presente una sola volta. Chiarimento necessario] Il genoma A di G. arboreum sarebbe sequenziato in sequenza. Il suo genoma è circa il doppio di quello di G. raimondii. Parte della differenza di dimensione tra i due genomi è l' amplificazione dei retrotrasposoni (GORGE). Una volta assemblati entrambi i genomi diploidi, la ricerca potrebbe iniziare a sequenziare i genomi reali delle varietà di cotone coltivate. Questa strategia non è necessaria; se si dovesse mettere in sequenza il genoma tetraploide senza modelli di genomi diploidi, le sequenze euchromatiche del DNA dei genomi AD si comporterebbero e gli elementi ripetitivi dei genomi AD si riunirebbero indipendentemente in sequenze A e D rispettivamente.
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doc-6220
Nei procarioti, la trascrizione avviene nel citoplasma; per trascrizioni molto lunghe, la traduzione può iniziare alla fine del 5' dell' RNA mentre la fine dei 3' è ancora in fase di trascrizione. Negli eucarioti, la trascrizione avviene nel nucleo, dove è conservato il DNA della cellula. La molecola di RNA prodotta dalla polimerasi è conosciuta come trascrizione primaria e subisce modifiche post-trascrizione prima di essere esportata al citoplasma per la traduzione. Una delle modifiche effettuate è lo splicing degli introni che sono sequenze nella regione trascritta che non codificano le proteine. I meccanismi alternativi di splicing possono portare a trascrizioni mature dello stesso gene con sequenze diverse e quindi codificare per proteine diverse. Questa è una forma importante di regolamentazione nelle cellule eucariotiche e si verifica anche in alcuni procarioti.
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doc-3743
Nella maggior parte dei computer, le istruzioni individuali vengono memorizzate come codice macchina e ad ogni istruzione viene assegnato un numero univoco (codice di funzionamento o opcode). Il comando per aggiungere due numeri insieme avrebbe un opcode; il comando per moltiplicarli avrebbe un opcode diverso, e così via. I computer più semplici sono in grado di eseguire una manciata di istruzioni diverse; i computer più complessi hanno diverse centinaia di opzioni tra cui scegliere, ognuna con un unico codice numerico. Poiché la memoria del computer è in grado di memorizzare i numeri, può anche memorizzare i codici di istruzione. Questo porta al fatto importante che interi programmi (che sono solo elenchi di queste istruzioni) possono essere rappresentati come elenchi di numeri e possono essere manipolati all' interno del computer allo stesso modo dei dati numerici. Il concetto fondamentale di memorizzare i programmi nella memoria del computer accanto ai dati su cui operano è il nocciolo dell' architettura von Neumann, o programma memorizzato[citazione necessaria]. In alcuni casi, un computer potrebbe memorizzare parte o tutto il suo programma in una memoria separata dai dati sui quali opera. Questo è chiamato l' architettura Harvard dopo il computer Harvard Mark I. I moderni computer von Neumann mostrano alcuni tratti dell' architettura Harvard nei loro progetti, come ad esempio nelle cache CPU.
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