химический каталог




РЕКОМБИНАЦИЯ ГЕНЕТИЧЕСКАЯ

Автор Химическая энциклопедия г.р. Н.С.Зефиров

РЕКОМБИНАЦИЯ ГЕНЕТИЧЕСКАЯ, реорганизация ге-нетич. материала, обусловленная обменом отдельными сегментами (участками) двойных спиралей ДНК.

РЕКОМБИНАЦИЯ ГЕНЕТИЧЕСКАЯг.-главный фактор непостоянства генома, основа большинства его изменений, обусловливающая естеств. отбор, микро- и макроэволюции.

Различают два основные типа РЕКОМБИНАЦИЯ ГЕНЕТИЧЕСКАЯ г.: 1) "законную" (общую, или гомологичную), при которой происходит обмен гомологичными (одинаковыми) участками молекул ДНК; 2) "незаконную" (негомологичную), в основе которой лежит обмен негомологичными участками ДНК.

Если обмен между разными молекулами ДНК осуществляется только в участках со строго определенными нуклеотидными последовательностями, РЕКОМБИНАЦИЯ ГЕНЕТИЧЕСКАЯ г. называют сайт-специфичной, если в любых местах молекулы ДНК-сайт-кеспецифичной.

Законная РЕКОМБИНАЦИЯ ГЕНЕТИЧЕСКАЯ г. обычно сайт-неспецифична, хотя довольно часто у бактерий и высших организмов она может проявлять черты сайт-специфичности, т. е. избирательности к определенным нуклеотидным последовательностям ДНК (так называемой горячие точки рекомбинации). Такие последовательности резко повышают частоту РЕКОМБИНАЦИЯ ГЕНЕТИЧЕСКАЯ г. в тех участках генома, в которых они локализованы. Незаконная РЕКОМБИНАЦИЯ ГЕНЕТИЧЕСКАЯ г. может быть как сайт-неспецифичной, так и весьма специфичной относительно участка обмена.

Законная РЕКОМБИНАЦИЯ ГЕНЕТИЧЕСКАЯ г. наблюдается, например, между двумя копиями к.-л. хромосомы. У эукариот (все организмы, за исключением бактерий и синезеленых водорослей) наиболее типичен обмен участками гомологичных хромосом в мейозе (деление клеток, в результате которого происходит уменьшение числа хромосом в дочерних клетках-основные стадия образования половых клеток). Этот обмен может происходить между плотно конъюгированными хромосомами на ранних стадиях развития яйца или сперматозоида. Реже-законная РЕКОМБИНАЦИЯ ГЕНЕТИЧЕСКАЯ г. осуществляется при обычном делении клеток (с сохранением числа хромосом)-митозе.

У прокариот (бактерии и синезеленые водоросли), у которых отсутствует мейоз, а геном представлен только одной моле кулой ДНК, законная РЕКОМБИНАЦИЯ ГЕНЕТИЧЕСКАЯ г. сопряжена с такими естеств. формами обмена и переноса генетич. материала, как конъюгация (хромосомы из донорской клетки передаются в рециниентную через протоплазменный мостик-пиль), трансформация (ДНК проникает из среды через клеточную оболочку), трансдукция (передача ДНК осуществляется бактериофагом, или вирусом бактерий). У вирусов РЕКОМБИНАЦИЯ ГЕНЕТИЧЕСКАЯ г. происходит при заражении ими клетоколо После лизиса клетки обнаруживаются вирусы с рекомбинантными ДНК. У прокариот РЕКОМБИНАЦИЯ ГЕНЕТИЧЕСКАЯ г. осуществляют спец. клеточные белки (многие из них ферменты).

В основе мол. механизма законной РЕКОМБИНАЦИЯ ГЕНЕТИЧЕСКАЯ г. лежит принцип "разрыв-воссоединение" двух гомологичных молекул ДНК. Этот процесс (его называют кроссинговер) включает несколько промежуточные этапов: 1) узнавание участков; 2) разрыв и ре-ципрокное (крест-накрест) воссоединение молекул: замена одних цепей гомологичными; 3) устранение ошибок, возникающих в результате неправильного спаривания участков. Точка обмена может возникать на любом участке гомологичных нуклеотидных последовательностей хромосом, вовлекаемых в обмен. При этом в точке обмена обычно не происходит изменения нуклеотидных последовательностей. Точность разрыва и воссоединения чрезвычайно велика: ни один нуклеотид не утрачивается, не добавляется и не превращается в к.-н. другой.

Основой всех предложенных схем РЕКОМБИНАЦИЯ ГЕНЕТИЧЕСКАЯ г. послужила так называемой модель Холлидея, согласно которой РЕКОМБИНАЦИЯ ГЕНЕТИЧЕСКАЯ г. начинается с разрыва только одной из двух цепей спирали ДНК. Вслед за разрывом один конец цепи вытесняется другим концом, который наращивается ДНК-полимеразой. Вытесненный конец разорванной цепи спаривается со второй молекулой ДНК (образуется так называемой гетеродуплекс), в свою очередь вытесняя там участок одной из ее цепей. В конце концов одиночные гомологичные цепи обмениваются реципрокно. После этого первонач. этапа спаривания две гомологичные спирали ДНК удерживаются вместе благодаря перекрестному обмену цепями-по одной от каждой спирали (см. рис.). Точка перекрестка далее может мигрировать, в результате чего дополнительно образуются или растут гетеродуп-лексные участки на обеих молекулах ДНК.

Структура с перекрещенными цепями может существовать в различные стереоизомерных формах, возникающих в результате вращения составляющих ее элементов относительно друг друга. Изомеризация, которая как и др. стадии РЕКОМБИНАЦИЯ ГЕНЕТИЧЕСКАЯ г. контролируется генетически, изменяет положение двух пар цепей: две ранее перекрещивавшиеся цепи становятся неперекрещивающимися и наоборот.

Для того чтобы вновь восстановились две отдельные спирали ДНК и тем самым прекратился процесс спаривания, в каждой из двух перекрещенных цепей должен произойти разрыв. Если он происходит до того, как прошла изомеризация, то две исходные спирали ДНК отделяются друг от друга так, что у каждой из них генетически перестроенной оказывается только одна цепь. Если же разрыв двух перекрещенных цепей происходит после изомеризации, то обе молекулы ДНК претерпевают полную реорганизацию: часть каждой исходной спирали оказывается присоединенной (ступенчатым соединением) к части другой спирали.

Законная генетическая рекомбинация приводит к возникновению новых комбинаций специфических аллелей (различной формы одного и того же гена, обусловливающие различные варианты развития одного и того же признака-группы

Схема спаривания двух гомологичных спиралей (одна из них обозначена жирной линией, другая—двойной); 1 — гетеродуплекс. крови, цвета глаз и др.), но не изменяет места расположения генов (локусов).

Незаконная РЕКОМБИНАЦИЯ ГЕНЕТИЧЕСКАЯ г. имеет выраженный локальный характер. В этом случае весь процесс с его начальным этапом узнавания, который сводит вместе две спирали ДНК, направляется особым рекомбинац. ферментом; спаривания оснований здесь не требуется (даже в тех случаях, когда это все-таки происходит, в процессе участвует не более несколько пар оснований). Интеграция транспозонов, плазмид и умеренных фагов в бактериальный геном может служить примером РЕКОМБИНАЦИЯ ГЕНЕТИЧЕСКАЯ г. этого типа. Подобный механизм существует также и в эукариотич. клетках (см. Мигрирующие генетические элементы).

При незаконной РЕКОМБИНАЦИЯ ГЕНЕТИЧЕСКАЯ г. в обмен вступают короткие специфический нуклеотидные последовательности одной или обеих спиралей ДНК, участвующих в этом процессе. Таким образом такая РЕКОМБИНАЦИЯ ГЕНЕТИЧЕСКАЯ г. изменяет распределение нуклеотидных последовательностей в геноме-соединяются участки ДНК, которые до этого не располагались в непрерывной последовательности рядом друг с другом. Подобный обмен гетерологич. участками ДНК приводит к возникновению вставок, делеций, дупликаций и транслокаций генетич. материала (см. Мутации).

У эукариот перемещения разных генетич. элементов, сопряженные с незаконной РЕКОМБИНАЦИЯ ГЕНЕТИЧЕСКАЯ г., осуществляются преимущественно не в мейозе, когда контактируют парные хромосомы, а во время обычных клеточных циклов (митозе). Незаконная РЕКОМБИНАЦИЯ ГЕНЕТИЧЕСКАЯ г. играет важную роль в эволюц. изменчивости, т. к. благодаря ей осуществляются самые разнообразные, нередко кардинальные, перестройки генома и, следовательно, создаются предпосылки для качеств. изменений в эволюции данного организма.

Литература: Зенгбуш П., Молекулярная и клеточная биология, пер. с нем., т. 1, М., 1982, с. 183-215; Страйер Л., Биохимия, пер. с англ., т. 3, М., 1985, с. 196-216. П.Л.Иванов.

Химическая энциклопедия. Том 4 >> К списку статей


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]    [обратная связь]

 

 

Реклама
узи надпочечников расшифровка
продажа металлической мебели
аттракционы с самолетами
http://taxiru.ru/galereja/

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(19.11.2017)