Процесс слияния генов

Процесс слияния генов [c.227]

Если замены аминокислот, вставки н делеции представляются сравнительно небольшими структурными модификациями в ходе эволюции, то процесс слияния генов вызывает очень существенные изменения он приводит либо к объединению друг с другом разных полипептидных цепей, либо к дупликации данной цепи. [c.227]

Использование таких приемов отбора позволило получить гибриды не только путем слияния линий клеток одного вида, о и межродовые гибриды клеток человека с клетками мыши м крысы. Эти линии клеток грызунов/человека нестабильны, тричем легче они теряют хромосомы человека, так что после тридцати делений в процессе выращивания у них остается всего семь из 24 хромосом человека, изначально присутствовавших в гибридной клетке. Этот процесс элиминации хромосом был Применен при картировании генома человека, поскольку таким путем удается быстро локализовать определенные гены на хромосомах. [c.313]

Параллельно с дупликацией и дивергенцией генетического материала действует еще один важный механизм прогрессивной эволюции — процесс слияния генов. При формировании разных (современных) генов эти процессы происходили в различной последовательности, создавая эволюционную историю каждого гена. [c.491]

В процессе эволюции белков происходят замены отдельных остатков, вставки и делеции нескольких остатков, удвоение и слияние генов. Для белков основные этапы исторического процесса знаменуются заменами аминокислотных остатков в полипептидной цепи. С течением времени эти замены накапливаются, так что в конечном счете какое-либо сходство между исходной и окончательной аминокислотными последовательностями может исчезнуть. Однако, как правило, даже после того как исчезнет сходство аминокислотных последовательностей двух гомологичных белков, сохраняется соответствие в укладке их цепей. Тенденции к замещениям заметно отличаются у остатков в разных положениях в цепи (рис. 7.1, б). Различия гомологичных белков не исчерпываются за- [c.197]

В процессе эволюции белков можно выделить тенденции к специализации и дифференциации. Специализированные белки выполняют одну и ту же функцию в разных организмах и могут использоваться для установления генеалогии организмов. Однако следует отметить, что специализация белков не направляет эволюцию организмов. Дифференциация белков — это процесс, ведущий к функциональному разнообразию гомологичных белков. Таким образом, исследование эволюции белков не только способствует проникновению в детали структурной организации белков, но также позволяет установить связи между белками, находящимися в совершенно различных частях метаболического пути. Таким образом, можно внести определенный порядок в огромный перечень существующих белков и вместе с тем выявить аспекты эволюции метаболических путей. Важным механизмом дифференциации белков является мультипликация и слияние генов. [c.242]

Биосинтез антибиотиков, отличающихся химическим строением от антибиотических веществ, продуцируемых исходными штаммами стрептомицетов, можно объяснить пробуждением в процессе слияния протопластов молчащих генов биосинтеза новых антибиотиков, детерминированных у родительских организмов, или же какими-то перестройками в геноме образовавшегося в результате слияния протопластов организма. [c.152]

Потеря способности к продуцированию исходных антибиотиков у микроорганизма, полученного в процессе слияния протопластов, возможно, связана с изменениями экспрессии регуляторных генов, ответственных за биосинтез антибиотиков родительскими штаммами, или же с изменениями структурных генов, контролирующих биосинтетические пути. [c.152]

В нормальных природных условиях гены и наборы генов претерпевают рекомбинацию в ходе таких биологических процессов, как трансформация бактерий, вирусная трансдукция, конъюгация бактерий и обмен генов при слиянии половых эукариотических клеток. Гены и группы генов могут также перемещаться с одного места на другое как в пределах одной и той же хромосомы, так и между разными хромосомами. Например, белки-антитела, которые вырабатываются клетками крови (иммуноцитами) позвоночных против миллионов самых разных, не содержащихся в организме [c.991]

Первыми в процесс реорганизации вступают гены тяжелых цепей. На этапе ранних про-В-клеток начинается слияние генных сегментов D и J тяжелых цепей иммуноглобулина М. На следую-13 Зак. 3701 193 [c.193]

Соматическая гибридизация имеет важные особенности. Во-первых, этому процессу доступны практически любые скрещивания, перенос генов на далекие таксономические расстояния. Во-вторых, слияние протопластов способствует объединению цитоплазматических генов родительских клеток, чего не бывает при скрещивании половых клеток. [c.188]

Хромосомы претерпевают также изменения и перестройки другого рода, происходящие в процессе их нормального биологического функционирования. Слияние яйцеклетки со сперматозоидом у эукариот сопровождается генетической рекомбинацией, что приводит к появлению потомства с новой комбинацией генов. Кроме того, гены и части генов могут перемещаться из одного места хромосомы в другие. Гены могут также обмениваться и ре комбинировать при заражении клеток вирусами. [c.964]

У эукариотических организмов генетическая рекомбинация осуществляется при половом слиянии яйцеклетки и сперматозоида появляющиеся в потомстве клетки содержат дочерние хромосомы, состоящие из определенных генов обеих родительских хромосом (рис. 30-14). В этом процессе хромосомы сперматозоида и яйцеклетки расщепляются в гомологичных точках, а затем куски хромосом двух родительских клеток обмениваются своими генами и соединяются с образованием новых комбинаций генов. В результате потомство слившихся клеток обладает комбинацией фенотипических признаков, принадлежавших обоим родителям. Этот природный процесс расщепления, сборки и соединения генов [c.976]

Гибридизация соматических клеток осуществляется благодаря слиянию протопластов, изолированных из соматических клеток растений, и служит для создания новых генотипов, новых форм растений. Использование изолированных протопластов позволяет решать множество теоретических и практических задач. С их помощью можно вести селекцию на клеточном уровне, работать в малом объеме с большим числом индивидуальных клеток, осуществлять прямой перенос генов, изучать мембраны, вьщелять пла-ствды. Протопласты непременно участвуют в соматической гибридизации. Термин соматическая гибридизация , означающий процесс слияния протопластов соматических клеток, был введен №. Мельхерсом в 1974 г. [c.188]

Возможность применения липосом для лекарственной и ферментативной терапии, в генной инженерии основана иа их нетоксичности. Однако взаимодействие липосом с клетками не всегда лишено опасности для последних. Уже многими исследованиями показано, что введение высоких доз липосом способно вызывать гибель животных, эпилептические припадки и некроз тканей мозга, увеличение содержания глюкозы в крови и ткани мозга, нарушение целостности лизосом в клетках печени (только положительно заряженных липосом). В зависимости от состава липосомы могут проявлять токсическое действие в отношении НеЬа клеток, останавливать пролиферацию опухолевых клеток. Помимо токсических свойств чужеродных липидов существуют еще и трудности иммунологического характера, так как часть молекулы фермента, включенного в липосому, может локализоваться на внешнем ее монослое. Эти и другие потенциальные препятствия на пути применения липосом усложняют поиск подходов и методов процессов слияния липосом с ПЛМ и клеточными мембранами. [c.145]

Генетическая изменчивость. Мейоз создает также возможность для возникновения в гаметах новых комбинаций генов, что ведет к генетическим изменениям в потомстве, получаемым в результате слияния гамет. В процессе мейоза это достигается [c.157]

В результате слияния протопластов получение растений-регенерантов. При помощи ферментативного гидролиза разрушаются клеточные стенки и образуются раздетые клетки, или протопласты. Они способны к слиянию, и этот процесс называется парасексуальной гибридизацией растительных клеток. Индуктором слияния является полиэтиленгликоль, а образованные гибриды обрабатываются сильным щелочным раствором или диметилсульфоксидом. Техника слияния напоминает образование гибридов животными клетками, однако имеется существенное отличие. Слияние животных клеток позволяет получить только лишь новую клетку, а слияние протопластов является основой получения нового гибридного растения. Парасексуальная гибридизация посредством слияния протопластов дает возможность скрещивать филогенетически отдаленные виды растений, которые невозможно скрестить обычным половым путем, а также комбинировать родительские гены растений в различных вариантах (рис. 31.3). [c.497]

Соматическая гибридизация — процесс вовлечения в генетическую рекомбинацию хромосомы и гены ядра и органелл вне сексуального цикла, например, путем слияния изолированных протопластов. Приводит к появлению гибридных клеточных линий и соматических гибридов растений. [c.467]

Как удалось установить на некоторых белках, слияние генов имело исключительно важное значение в процессе эволюции. Такого рода документация возможна потому, что составной ген в отличие от случая У-С-гена может оказаться и в линии клеток зародыша. Подобные случаи обнаружены при исследовании путей синтеза аминокислот и синтеза жирных кислот. Классическим примером одной полипептидной цепи, выполняющей две ферментативные функции, является аспартокиназа I — гомосериновая дегидрогеназа Е. соИ [578]. Сравнительное изучение ферментов, участвующих в синтезе Тгр, выявило большое разнообразие в размещении по полипептидной цепи нескольких ферментативных центров [579], что указывает на возможнссть как слияния, так и расщепления генов. [c.228]

Слиянию генов могла принадлежать важная роль в процессе эволюции основных метаболических путей. Энергетический путь метаболизма каждого из перечисленных ниже ферментов определился, вероятно, в результате объединения копии изначального (ди)нук-леотидсвязывающего домена с одним или большим числом других доменов, отличных от первого фосфоглицераткиназа [235, 310, 311], дегидрогеназы, специфичные соответственно к глицеральдегид-3-фосфату, лактату, малату и алкоголю [91], и гликоген-фосфорилаза [236]. Как обсуждалось в разд. 5.4, (ди)нуклеотидсвязывающий домен представляет N-концевую часть первых четырех ферментов, тогда как в алкогольдегидрогеназе он расположен в С-концевой части, а в фосфорилазе — в середине цепи. Это указывает на то, что ограничения в пространственном расположении доменов не вызывали затруднений при их использовании в качестве составных блоков для построения самых сложных белков в процессе эволюции. [c.229]

Повторяемость структуры в белке может также вызываться неодинаковым перекрестным соединением генов (кроссинговером). Мультипликация генов с последующим их слиянием приводит к генным продуктам с двумя или более идентичными субструктурами [587]. Однако, как показывает нижеследующий пример, к такому же результату могут привести и другие процессы. Случай частичной структурной дупликации обнаружен в редкой аа-цепи гаптоглобина человека [145, 588]. Поскольку аминокислотные последовательности обеих частей идентичны, а также идентичны с большим участком обычной агцепи, эта структурная дупликация должна была произойти совсем недавно. Скорее всего она вызвана хромосомной аберрацией (неэквивалентным кроссинговером) в предшествующей популяции (человека). Если бы это событие произошло намного раньше, так что гомология последовательностей оказалась бы стертой аминокислотными заменами, вставками и делециями, различить дупликацию и последующее слияние генов, с одной стороны, и хромосомную аберрацию — с другой, было бы невозможным. Поэтому все очень давно возникшие случаи структурных повторений обычно относят к дупликациям генов , не пытаясь провести различия между разными механизмами. [c.230]

Соматическая рекомбинация — изменение расположения генов в геноме клетки в процессе митоза по отношению к генам иммуноглобулинов (главным образом генных сегментов, котролирующих V-домены) — перегруппировка и слияние генов в одном ло1 е образовавшийся локус не наследуется и является свойством только данного клона лимфоидных клеток. [c.468]

В процессе дифференцировки предшественников лимфоцитов осуществляется дифференцировка и генетического материала, приводящая, в том числе, к слиянию одного из вариабельных генов для легкой цепи (х или A) с одним из /i -сегментов (/ или Д). Одновременно происходит вырезание части интрони-рующей последовательности, разделяющей соответствующий /-сегмент и i -ren. Наблюдается также процесс слияния одного нз Кя-генов с одним из Он- и одним /н-сегментом одновременно за счет вырезания части нитрона образующийся VDJ-ген сближается с Сн-генами. [c.67]

Смежные мультиплетные гены кодируют генные продукты, например рибосомальную РНК и гистоны. Многократное повторение (без слияния) структурного гена, приводящее к специфическим новым генам, является известным эволюционным процессом. Смежные мультиплетные гены [582, 583] кодируют генные продукты, например рибосомальную РНК или гистоны [487]. В случае рибосо-мальной РНК преимущество по сравнению с одиночным геном оче- [c.229]

Цикл полового размножения включает чередование гаплоидных поколений клеток, каждая из которых имеет одиночный набор хромосом, с диплоидными поколениями, где клетки обладают двойным хромосомным набором. Смешивание геномов происходит благодаря слиянию двух гаплоидных клеток, из которых образуется одна диплоидная. В свою очередь новые гаплоидные клетки образуются из диплоидных в результате деления особого типа, называемого мейозом, при котором гены двойного набора заново перераспределяются между одиночными наборами (рис. 14-2). Генетичестя рекомбинация хромосом в процессе мейоза приводит к тому, что каждая клетка нового гаплоидного поколения получает новое сочетание генов, происходящих частично от одной родительской клетки предыдущего гаплоидного поколения и частично от другой. Таким образом, благодаря циклам, включающим гаплоидную фазу, слияние клеток, диплоидную фазу и меноз, распадаются старые комбинации генов и создаются новые. [c.7]

Определяющую роль в развитии генетики клеток растений ш млекопитающих должно сыграть внедрение метода слияния клеток. Уже сегодня важные средства диагностики моноклональные антитела — получают с помощью линий клеток-гибри-дом возможно, они внесут свой вклад и в развитие терапии. Обычным способом скрещивания у видов Streptomy es стало слияние протопластов, но при работе с грибами этот метод имеет пока второстепенное значение. Открытие межъядерного переноса генов у грибов позволит более сознательно использовать метод слияния протопластов. Есть основания считать, что генетическая инженерия привнесет важные изменения в медицину и сельское хозяйство, и в немалой степени потому, что технология рекомбинантных ДНК позволит нам глубже помять главные молекулярно-биологические особенности клеток растений и животных. Этот подход уже позволяет получать ин- формацию о процессах, лежащих в основе таких сложных для лечения болезней, как малярия и болезнь Чагаса. [c.323]

Антоциановые пигменты подвержены значительным количественным и качественным изменениям, контролируемым одиночными генами (но часто на эти модификации прямо или косвенно влияют многочисленные ряды аллелей), поэтому антоциановые маркеры можно использовать различным образом при анализе таких явлений, как хромосомные циклы разрыв — слияние [41, действия комплексных локусов [5], действия генов, управляющих активацией [6], парамутации [7], частота индуцированных мутаций [8] и др. Эти примеры иллюстрируют прямое использование фенольных соединений при исследовании внутренних генетических процессов их рассмотрение выходит за рамки настоящей главы. Однако в некоторых случаях, а именно в работах Лафнана [9] и Ко [10], была предпринята попытка создания генетической модели последовательных биохимических процессов. [c.141]

В половой стадии гифы различного пола сближаются и происходит слияние, напоминающее слияние яйцеклетки и сперматозоида у человека. Ядро, образовавшееся при слиянии, тут же делится дважды, после чего в каждой образовавшейся клетке остается один набор генов. Четыре клетки, образовавшиеся из одного слившегося ядра в процессе этих делений, располагаются в ряд в так называемой сумке. Каждая из них делится еще раз и дает по паре ядер, генетически абсолютно одинаковых. Получившиеся восемь ядер образуют восемь половых спор, каждая величиной в 0,025 миллиметра. Этот цикл развития нейроспоры представлен на фиг. 1. [c.160]

Для успешного оплодотворения необходимо, чтобы пыльца, попав на рыльце, начала прорастать и достигла завязи. Этому могут препятствовать гены несовместимости (серия аллелей 5), которые подавляют рост пыльцевых трубок на данном рыльце и могут действовать как при самоопылении у отдельных растений, так и при чужеродном опылении. Для прорастания пыльцы необходимо, чтобы аллели в тканях рыльца и пестика были разные (например, 5] и у рыльца, 5з и 54—у пыльцы). Если даже скрещивание растений с одинаковыми аллелями удается, то в гибридном организме будет полностью подавляться рост пыльцевых трубок при самоопылении Ри и гибрид окажется стерильным. Гены несовместимости могут контролировать любой этап процесса опыления от начальной реакции пыльцы на ткань рыльца и столбика до образования зиготы, то есть они могут препятствовать слиянию ядер спермия и яйцеклетки (см. главу I). [c.139]

При половом размножении происходит слияние двух гамет с образованием зиготы, из которой развивается новый организм. Половое размножение ведет к генетической изменчивости. Генетическая изменчивость выгодна виду, так как она поставляет сырье для естественного отбора, а следовательно, и для эволюции. Потомки, оказавшиеся наиболее приспособленными к данной среде, будут обладать преимуществом в конкуренции с другими представителями того же вида и иметь больше шансов выжить и передать свои гены следующему поколению. Благодаря этому с течением времени виды способны изменяться, т. е. возможен процесс видообразования (разд. 27.7). Повышение изменчивости может быть достигнуто путем смешения генов двух разных особей — процесса, назьшаемого генетической рекомбинацией, и составляюшего важную особенность полового размножения. В примитивной форме генетическая рекомбинация встречается уже у некоторых бактерий (разд. 2.3.3). [c.41]

Соответствие по крайней мере некоторых экзонов белковым доменам подтверждает предположение о том, что оно имеет фундаментальное значение в эволюции генов. Ясно, что дупликации и слияние экзонов могли играть важную роль в эволюции. Мы не можем проследить за действительными событиями, проишедшими в ходе эволюции каждого гена. Имеется несколько примеров взаимоотношений между экзонами и белковыми доменами, когда отсутствует их простое соответствие, но это можно объяснить тем, что такие события, как слияние экзонов, изменили структуру гена-предка в процессе эволюции ядерных генов. Однако в ряде случаев мы сталкиваемся с большими несоответствиями между структурами генов и белков. Митохондриальные гены дрожжей и млекопитающих кодируют практически идентичные митохондриальные белки, несмотря на существенные различия в организации генов. Геном митохондрий позвоночных очень мал и имеет чрезвычайно компактную организацию нерасщенленных генов (гл. 22), тогда как митохондриальный геном дрожжей имеет большие размеры и включает ряд сложных прерывистых генов. Какая форма гена была исходной [c.265]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология