Спаривание оснований при генетической рекомбинация

Если рекомбинация осуществляется путем ферментативного расщепления двух гомологичных двухцепочечных молекул ДНК (с последующим воссоединением), то возникает вопрос каким образом удается при этом избежать инактивации генов за счет добавления или выпаде- ния генетического материала Представляется невероятным, чтобы рекомбинация могла происходить за счет случайного действия неспецифических ферментов и случайных воссоединений. Вместе с тем, как -показывает опыт, общая рекомбинация может происходить в любой точке генома с достаточно постоянной частотой по всей длине цепи ДНК. Очевидно, что эти факты можно понять, только исходя из возможности комплементарного спаривания оснований гомологичных участков единичных цепей двух разных двухцепочечных молекул ДНК. [c.282]

В случае одного из механизмов предполагается, что нуклеотидные последовательности неаллельных генов непосредственно сравниваются друг с другом и приводятся к одному виду ( гомогенизируются ) под действием ферментов, распознающих любые различия в последовательности ДНК. Такая гомогенизация может происходить путем обмена между генами одиночными цепями ДНК с образованием генов, одна цепь которых происходит от одной копии, а вторая-от другой. Любые различия проявляются в неправильном спаривании оснований, что может привлекать ферменты, способные удалять основание и заменять его на другое так, чтобы оставались только пары А—Т и О—С. Такой процесс, называемый генной конверсией, связан с генетической рекомбинацией, как описано в гл. 35. [c.277]

Обычно бактерии размножаются простым клеточным делением, т. е. количество ДНК в хромосоме удваивается, клетки делятся и дочерние клетки получают идентичные хромосомы. Однако, как показали в 1946 г. 1едерберг и Татум [13а], бактерии могут размножаться и половым путем. Прямых данных о спаривании у бактерий первоначально не было, однако было показано, что если смешать клетки двух различных мутант-лых штаммов К-12 Е.соИ и выращивать их совместно в течение нескольких поколений, то некоторые бактерии вновь обретут способность к росту на минимальной среде. Поскольку каждый из этих штаммов содержал по одному дефектному гену, образование особи, не несущей ни одного из этих дефектов, могло произойти лишь в результате комбинирования генетического материала обеих штаммов. Именно эти опыты по- служили основанием для вывода о существовании у бактерий конъюгации. В дальнейшем было показано, что в процессе конъюгации может происходить истинная генетическая рекомбинация. Это означает, что гены двух спаривающихся клеток могут быть интегрированы с образованием единой цепи бактериальной ДНК- [c.189]

Другой путь возникновения транзиций-это случаи ошибочного спаривания, приводящие к возникновению неканонических пар и, следовательно, к дефектам в уотсон-криковской спирали. В нормальном цикле репликации такая ошибка может случайно произойти вследствие включения неправильного основания. Спонтанная частота ошибок определяется прежде всего точностью фермента ДНК-полимеразы, отвечающей за репликацию (см. гл. 32). Существует также более ограниченный репара-тивный синтез ДНК, который активируется в результате генетической рекомбинации или повреждения ДНК (см. гл. 34). Различные системы репарации характеризуются разной частотой ошибок. Например, одна из репара-тивных систем Е. соИ особенно часто делает ошибки, и, следовательно, ее активация может стимулировать образование мутаций. Мы не располагаем достаточной информацией о частоте возникновения мутаций такого рода. [c.38]

Общая рекомбинация, протекающая между гомологичными молекулами ДНК или гомологичными хроматидами в мейозе, широко обсуждалась при изложении материала предыдущих глав, поскольку это явление лежит в основе генетического картирования. Протекание рекомбинационных процессов между гомологичными ДНК характеризуется очень высокой точностью, обусловленной точным спариванием оснований нуклеотидных последовательностей, вступающих в рекомбинацию родительских цепей ДНК. [c.132]

При генетической рекомбинации возникает молекула ДНК, последовательность которой происходит частично от одной родительской молекулы, а частично от другой. Исследования клеток Е. oli, зараженных смесью фагов Т4, меченных Р и бром-дезоксиурацилом, позволили получить представление о молекулярной природе рекомбинантных молекул. Плавучая плотность ДНК, меченной бромурацилом, значительно выше, чем плотность ДНК, меченной Р, так что родительские молекулы можно отделить друг от друга и от рекомбинантных молекул центрифугированием в градиенте плотности хлористого цезия ( s l). Результаты опытов по центрифугированию показали, что после заражения смесью фагов рекомбинантные молекулы содержат и Р, и бромурацил. Структура гибридных молекул зависела от того, происходил ли во время их образования синтез ДНК. В отсутствие синтеза ДНК Р-ДНК в составе рекомбинантных молекул не была ковалентно соединена с меченной бромурацилом ДНК. При нагревании выше температуры плавления двухспиральных молекул гибрид диссоциировал на легкий и тяжелый компоненты. Фрагменты родительских молекул в этом гибриде удерживаются вместе в результате спаривания оснований поэтому этот промежуточный продукт называется составным (рис. 31.3). Если же синтез [c.196]

Перенос генетического материала путем прямого контакта между двумя клетками называется конъюгацией. Уже давно на основании морфологических данных предполагали, что и у бактерий может происходить своего рода спаривание однако только эксперименты с множественными мутантами бесспорно доказали, что и у бактерий возможна передача генетического материала при прямом межклеточном контакте. В 1946 г. Ледерберг и Татум провели решающий опыт с двумя мутантами Е. соИ К12, каждый из которых был ауксотрофным по двум различным аминокислотам (рис. 15.14). Один двойной мутант нуждался в аминокислотах А и В, но был способен синтезировать С и D (А В D ) другой мутант был ему комплементарен (А В" С D ). Эти мутанты не росли на минимальной питательной среде и не образовывали колоний. Однако если на ту же минимальную среду высевали смесь суспензий обоих мутантов, то колонии появлялись. Клетки этих колоний обладали наследственной способностью синтезировать все аминокислоты, т.е. принадлежали к типу A B D (были прото-трофными). Такие клетки возникали с частотой 1 10 это были генетические рекомбинанты-они объединяли в себе генетическую информацию двух реципрокно дефектных (взаимодополняющих) родительских клеток. Использование в качестве исходных штаммов множественных мутантов исключало возможность появления ревертантов, так как вероятность одновременной реверсии по двум генам составляет величину порядка 10 на генерацию. Необходимой предпосылкой рекомбинации служил прямой контакт родительских клеток. [c.456]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология