Рекомбинантная система I - гомологичная генетическая рекомбинация

Перетасовка хромосом в мейозе, приводящая к огромному разнообразию гамет, случайность слияния гамет при оплодотворении, обмен частями между гомологичными хромосомами - все это относится к рекомбинации [21, 37, 54].

Природа и механизмы гомологичной (общей) рекомбинации, основаны на:

1. взаимодействие (синапсис) между рекомбинирующими гомологичными молекулами, где произойдет обмен полинуклеотидными цепями;

2. на взаимном узнавании и спаривании комплементарных цепей ДНК.

Однако механизм синапсиса при разных типах рекомбинации принципиально различен. Более того, он является одним из критериев при классификации рекомбинационных явлений. Молекула ДНК представляет собой структуру из двух закрученных в спираль полинуклеотидных цепей. Последовательность нуклеотидов в цепях определяет специфичность ДНК и несет генетическую информацию. Молекулы, имеющие общее происхождение и состоящие из одинаковых нуклеотидных последовательностей, называютгомологичными. Однако их идентичность нарушается из-за мутаций, накапливающихся в течение поколений. По большей части мутации приводят к заменам единичных нуклеотидов, реже к выпадениям и вставкам отдельных нуклеотидов. Гомологичные ДНК могут узнавать друг друга по комплементарности их нуклеотидной последовательности. Теперь можно дать классификацию основных типов рекомбинации. Все, что говорилось о гомологии ДНК и комплементарности полинуклеотидных цепей, относится к гомологичной, или общей, рекомбинации (она же кроссинговер), основанной на спаривании комплементарных цепей ДНК. От других типов рекомбинационных процессов ее отличают необходимость в общей (по всей длине молекул) гомологии между рекомбинирующими ДНК и участие большого набора специальных белков. Гомологичная рекомбинация начинается:

1. с возникновения в одном или обоих дуплексах участков из одиночных цепей ДНК,

2. которые затем с помощью специальных белков находят комплементарные последовательности в гомологичном дуплексе и образуют с ними гетеродуплекс - ключевой промежуточный продукт (интермедиат) рекомбинации.

3. Конечным результатом рекомбинации будет обмен равными частями гомологичных молекул.

Из общей рекомбинации можно выделить эктопическую рекомбинацию. Она заключается в обменах (кроссинговерах) между отдельными участками гомологичной ДНК, разбросанными по геному. К ним относятся разнообразные подвижные элементы, названные так за способность перемещаться по геному, гены транспортных и рибосомных РНК, гистонов и многие другие повторяющиеся последовательности (повторы) ДНК. Такая локальная гомологичная рекомбинация может приводить к хромосомным перестройкам, хотя ее биологическая роль этим не исчерпывается, возникновение инверсий (поворотов внутренних участков хромосом на 180º), утрат (делеций) и удвоений (дупликаций) частей хромосом в результате эктопической рекомбинации. Это только часть возможных перестроек хромосом. Другие их типы могут возникать в зависимости от того, какова ориентация повторов ДНК по отношению друг к другу (прямая или обратная), и от того, где они расположены: внутри одной хромосомы, в сестринских хроматидах или разных хромосомах. Несмотря на то, что обмены происходят между локальными участками гомологии, эктопическая рекомбинация осуществляется в основном теми же белками, что и гомологичная.

Дата добавления: 2014-11-08; просмотров: 333; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!