Мейоз и кроссинговер

Рис. 2.3. Схема мейоза. Мейоз приводит к перекомбинированию отцовских и материнских генов и к уменьшению вдвое числа хромосом. Сначала происходит конъюгация гомологичных хромосом (А), и гомологи обмениваются участками (кроссинговер) в результате двукратного образования веретен (Б и В) хромосомы расходятся при этом расходятся также и гомологичные хромосомы (В) в результате получаются четыре клетки с гаплоидными ядрами (Г).

III этап. Моносомные растения B i ( 9) в каждом поколении беккросса скрещивают возвратно с тем же сортом ( f) не менее шести раз (второй — шестой беккроссы) до воссоздания генотипа повторно скрещиваемого сорта. Полученный в ВСв моносомик генетически почти идентичен сорту, с которым велось многократное насыщающее скрещивание (теоретически на 98% за 6 поколений беккроссов). Унивалентная хромосома в каждой из 21 линий беккроссов остается хромосомой отцовского сорта потому, что унивалент лишен возможности конъюгировать в мейозе. Кроссинговер в ней не имел места, и поэтому переком-бинация генов с материнской формой при любом числе беккроссов исключена. [c.96]

Более подробно мейоз рассматривается в гл. 15, где особое внимание уделено кроссинговеру. В ходе этого процесса, составляющего очень важную особенность мейоза, происходит разрыв связей между генами, что обеспечивает перестановку генов в хромосомах. Кроссинговер весьма сходен с генетической рекомбинацией у бактерий и на молекулярном уровне, видимо, неотличим от нее. [c.40]

Рис. 14-10. Схема, иллюстрирующая два основных механизма перераспределения генетического материала во время мейоза. Оба механизма увеличивают наследственную изменчивость организмов, размножающихся половым путем. А. У организма с и хромосомами в результате независимого расхождения отповских и материнских гомологов в первом делении мейоза может получиться 2 различных гаплоидных гамег. В данном случае п = 3 и может быть 8 различных типов гамет. В. В профазе I мейоза происходит кроссинговер-гомологичные хромосомы обмениваются участками, что ведет к перераспределению генов внутри отдельных хромосом.

При кроссинговере происходит разрьш двойной спирали ДНК в одной материнской и одной отцовской хроматиде, а затем получившиеся отрезки воссоединяются наперекрест (процесс гепетической рекомбинации). То, что известно о деталях молекулярного механизма этого процесса, в общих чертах представлено в главе 5. Рекомбинация происходит в профазе 1-го деления мейоза, когда две сестринские хроматиды так тесно сближены друг с другом, что их невозможно увидеть в отдельности (см. ниже). Гораздо позже в этой [c.17]

Во время конъюгации происходит обмен гомологичными участками хроматид (кроссинговер). Картины перекреста хроматид можно видеть в профазе мейоза — образуются хиазмы (видны в диплонеме, диакинезе). Хиазмы соскальзывают к концам бивалентов, которые приобретают к метафазе форму колечек (биваленты закрытого типа), если хиазмами соединены оба конца гомологичных хромосом (рис. 9). Иногда хиазма сохраняется только на одном конце, тогда бивалент развертывается (бивалент открытого типа). [c.193]

ДНК-зонды применяют для поиска родственных генов в реакциях гибридизацрш с РНК — для выявления экспрессии данного гена в различных клетках. Для вьывления молекул нуклеиновых кислот, комплементарных всему зонду (или его участку), ДНК-зонды часто сочетают с методом гель-электрофореза, что позволяет получать информацию о размерах гибридизируемых молекул ДНК. Эффективное использование современных приборов, способных автоматически синтезировать любые нуклеотидные последовательности за короткий промежуток времени, дало возможность перестраивать гены, что представляет собой один из важных аспектов генной инженерии. Обмен генами, а также введение в клетку гена другого вида организма осуществляют посредством генетической рекомбинации in vitro. Этот подход был разработан на бактериях, в частности на Е. соИ. Он основан на важном свойстве ДНК — способности к перестройкам, изменяющим комбинацию генов в геноме и их экспрессию. Такая уникальная способность ДНК позволяет приспосабливаться данному виду к изменяющейся среде. Генетическую рекомбинацию подразделяют на два больших класса общую рекомбинацию и сайт-специфическую рекомбинацию. В процессе общей рекомбинации генетический обмен в ДНК происходит между гомологичными нуклеотидными последовательностями, например между двумя копиями одной и той же хромосомы в процессе мейоза (кроссинговера), или при скрещивании и перегруппировке генов у бактерий. [c.112]

Рекомбинантные типы при таком скрещивании (рис. 5.5) возникают из рекомбинантных гамет, образующихся у самки в процессе кроссинго-вера при мейозе. Кроссинговер обычно происходит в мейозе всех организмов, и у самцов, и у самок, и во всех парах гомологичных хромосом. Однако у самцов многих видов насекомых отряда Diptera, в том числе и у дрозофил, кроссинговер не происходит и рекомбинантные гаметы не возникают. Вот почему в скрещивании, представленном на рис. 5.4, аллели генов, находящихся в одной хромосоме, расходятся всегда вместе, т.е. ведут себя так, как этого следует ожидать при полном сцеплении. [c.132]

Гетерозиготные по инверсиям организмы, как правило, бывают стерильны, поскольку половина образующихся при кроссинговере гамет не способна к образованию жизнеспособных зигот. Существуют, однако, исключения. У дрозофилид и в других семействах мух у самцов в мейозе кроссинговера не происходит. Поэтому плодовитость гетерозиготных по инверсиям самцов не снижается. У гетерозиготных по парацентрическим инверсиям самок этих видов одна из нормальных хромосом всегда попадает в ядро яйцеклетки, тогда как две дефектные хромосомы и еще одна нормальная элиминируются в полярных тельцах. Следовательно, плодовитость самок также остается нормальной. У других представителей отряда двукрылых, например у СМгопотиз, при мейозе у самцов образуются хиазмы и происходит кроссинговер. Однако численность потомства у гетерозиготных по инверсиям самцов заметно не снижается, возможно потому, что сперматозоиды, содержащие дефектные хромосомы, не участвуют в оплодотворении. [c.46]

Пахинема отличается большей спирализацией хромосом, что проявляется в их укорочении и утолщении. Каждый бивалент образован двумя продольно соединенными гомологичными хромосомами, а те, в свою очередь, состоят из двух сестринских хроматид. Следовательно, всего хроматид четыре. Поскольку каждая из участвующих в конъюгации гомологичных хромосом обладает своей центромерой, в биваленте их две. На стадии пахи-немы происходит продольное разъединение гомологичных хромосом перпендикулярно плоскости конъюгации. Одновременно с этим может возникнуть также и поперечный разрыв двух гомологичных хроматид на одном уровне, а также обмен участками (сегментами) между гомологичными хроматидами — весьма важное событие для мейоза — кроссинговер (рис, 62). Взаимный обмен между гомологичными хроматидами заключается в разрыве, перемещении и слиянии сегментов. Обмен участками хроматид ведет к глубокому преобразованию хромосом таким путем создаются условия для возникновения разнообразия генетического материала в потомстве. [c.110]

Итак, по расположению ФП в кластерах ПП можно оценить риблизительно определить частоту кроссинговера. Для этого азработан метод, основанный на имитационном моделировании россинговера между кластерами ПП в митозе и мейозе. [c.79]

Простого факта, что генетический материал упакован в виде обособленных частиц (хромосом), в принципе уже достаточно для того, чтобы обеспечить возможность значительного перераспределения генетической информации между разными индивидуумами при половом размножении. Заметим, однако, что изменениям в пределах самих хромосом это отнюдь не способствует. Перераспределение генетической информации внутри хромосом происходит путем генетической рекомбинации в процессе кроссинговера. Эта р собенцрсть мейоза имеет чрезвы- [c.265]

Рекомбинация в клетках эукариот протекает преимущественно во-время мейоза в синаптонемальном комплексе — структуре, расположенной между парой гомологичных хроматид. Было высказано предположение, что периодически наблюдаемые в этом комплексе узелки -( nodules ), возможно, имеют какое-то отношение к процессу рекомбинации [232]. Во всяком случае, ясно, что кроссинговер и рекомбинация в клетках эукариот представляют собой сложные и высокоорганизованные и неразрывно связанные друг с другом процессы, о которых мы знаем сейчас крайне мало. [c.286]

Чтобы рекомбинация произошла, гомологичные участки двух молекул ДНК (или в случае мейоза двух хроматид) должны приблизитьс5г друг к другу. Поскольку в ДНК встречаются повторяющиеся последовательности (случайно или вследствие какой-то причины), кроссинговер может иногда происходить между двумя участками не строго одинаковых двухцепочечных молекул. При таком неравном К россинго-вере одна из образующихся молекул удлиняется, а другая — укорачивается. Это явление, возможно, является очень важным факторои эволюции [232а]. [c.287]

В результате сверхспирализации в участках В-ДНК, содержащих около 30 повторов ГЦ-пар, появляются районы левозакрученной, или 2-ДНК (рис. 2.3). Биологическое значение существования ДНК в 2-форме точно не установлено, однако показано, что 2-форма возникает в ходе кроссинговера между хромосомами в пахитене мейоза. [c.78]

ОТ отца, а другая-от матери. П )и нормальном митотическом делении материнская и отцовская хромосомы не обмениваются генетическим материалом, и поэтому каждая из дочерних клеток получает от родителей полный ин-такгный набор отцовских генов и такой же набор материнских. В норме обмен генами между материнским и отцовским гомологами происходит только в половых клетках при кроссинговере во время мейоза. Иногда, однако, кроссинговер между гомологами происходит и при делении обычных соматических клеток. Это называют митотической рекомбинацшей. Если материнская и отцовская хромосомы обмениваются идентичными участками, т.е. если клетка по этим участкам гомозиготна, то такой обмен остается незамеченным. Но если обмениваться будут участки, по которым клетка гетерозиготна, то может возникнуть выраженный фенотипический эффект. В результате рекомбинации могут, например, появиться дочерние клетки, имеющие различную пигментацию, и тогда при дальнейшем размножении эти клетки образуют участки ткани разного цвета. Механизм этого иллюстрируют схемы на рис. 15-33, где показано, как после единичного акта митотической рекомбинации на фоне нормальных клеток может появиться двойное пятно, образованное двумя клонами клеток с различными генетическими маркерами. [c.83]

Один вид пересортировки - это результат случайного распределения разных материнских и отцовских гомологов между дочерними клетками при 1-м делении мейоза каждая гамета получает свою, отличную от других выборку материнских и отцовских хромосом (рис 14-10, Л). Из одного только этого факта следует, что клетки любой особи могут в принципе образовать 2" генетически различающихся гамет, где п-гаплоидное число хромосом. Например, у человека каждый индивидуум способен образовать по меньшей мере 2 = = 8,4 10 генетически различных гамет. Однако на самом деле число возможных гамет неизмеримо больше из-за кросспнговера (перекреста)-процесса, происходящего во время длительной профазы 1-го деления мейоза, когда гомологичные хромосомы обмениваются участками. У человека в каждой паре гомологичных хромосом кроссинговер происходит в среднем в двух-трех точках. Как показано на рис. 14-10, Б, такой процесс перетасовывает гены любой хромосомы в гаметах. [c.17]

Кроссинговер не только способствует перетасовке генов, но, по-видимому, играет также важнейшую роль при расхождшии двух гомологов в дочерние ядра Дело в том, что именю хиазмы удерживают вместе материнские и отцовские гомологи до анафазы 1, выполняя здесь ту же функцию, что и центромеры в обычном митозе. У мутантных организмов с недостаточностью кроссинговеров в мейозе у отдельных пар хромосом отсутствуют хиазмы в метафазе I, и такие хромосомы не способны нормально расходиться. В результате значительная доля образующихся гамет содержит слишком много илн слишком мало хромосом. [c.25]

У всех высших растений и животных в процессе полового размножения происходит смена ядерных фаз. При оплодотворении половые клетки (гаметы) и их ядра сливаются, образуя зиготу. Отцовское и материнское ядра вносят при оплодотворении одинаковое число хромосом (п) таким образом, ядро зиготы содержит двойной хромосомный набор (2п). Иными словами, гаметы-гаплоидные клетки (т.е. клетки с одним набором хромосом), а соматические клетки-диплоидные (с двумя наборами). Поэтому при образовании гамет следующего поколения число хромосом в клетке (2и) должно уменьшиться вдвое (2и/2 = и). Совокупность процессов, приводящих к уменьшению числа хромосом, называют мейозом или редукционным делением (рис. 2.3). Мейоз - важнейший процесс у организмов, размножающихся половым путем он приводит к двум результатам 1) к перекомбинированию отцовских и материнских наследственных факторов (генов) и 2) к уменьшению числа хромосом. Мейоз начинается с конъюгации хромосом-каждая хромосома соединяется с соответствующей (гомологичной) хромосомой, происходящей от дфугого родителя. Во время конъюгации путем разрыва и перекрестного воссоединения (кроссинговера) может происходить обмен фрагментами одинаковой длины между гомологичными хромосомами. Затем следует двукратное разделение спаренных расщепившихся хромосом, и в результате образуются четыре клетки, каждая из которых имеет гаплоидное ядро. Таким образом, в процессе мейоза не только происходит перетасовка хромосом материнского и отцовского происхождения, но может произойти и обмен сегментами между гомологичными хромосомами. Оба процесса приводят к новым сочетаниям генов (к их рекомбинации). [c.24]

Поскольку изучение кроссинговера на молекулярном уровне не дало пока почти ничего, попробуем взяться за эту проблему с другого конца. Частота рекомбинаций между двумя генами составляет обычно около 50% или ниже. Эта цифра 50% отражает всем знакомое менделевское соотношение (расщепление 1 1) и означает, что два данных гена могут свободно перекомбинироваться между собой — это всегда тот случай, когда гены находятся на двух разных хромосомах. Вероятность того, что обе эти хромосомы после мейоза окажутся вместе в одном ядре, равна 50% (ср. рис. 43). Если гены лежат в одной и той же хромосоме, то образуется 0% рекомбинантов при условии, что сцепление не было нарушено. Все значения между О и 50% характеризуют частоту нарушения сцепления, т. е. частоту рекомбинаций иначе говоря, они служат мерой относительного расстояния между двумя данными генами. Сейчас получены значения вплоть до 0,02%. Если теперь, исходя из измеряемых длин хромосом, попробовать вычислить абсолютные расстояния между генами — нет надобности повторять здесь применяемые с этой целью довольно сложные расчеты, — то мы получим величины порядка нескольких ангстрем (А), иногда даже долей ангстрема. Но тогда, следовательно, генетический анализ позволяет различать на хромосоме и соответственно на ДНК точки , удаленные друг от друга всего на несколько ангстрем. Итак, рекомбинационный анализ позволяет проникнуть непосредственно в область молекулярных размеров. [c.134]

Теперь относительно второго вопроса — о включении в геном клетки-реципиента. По-видимому, здесь первым шагом является спаривание, конъюгация переносимого фрагмента ДНК с гомологичным участком генома реципиента, что должно приблизительно соответствовать стадии зигонемы в мейозе. За ним следует обмен участками по типу кроссинговера разрыв и воссоединение, также знакомые нам по мейозу (только не надо забывать, что здесь мы имеем дело не с хромосомами более высокоразвитых организмов, а с двойными спиралями ДНК ). Правда, детали этого процесса пока еще почти неизвестны столь же мало мы осведомлены и о том, каким образом включаемый фрагмент отыскивает путь к гомологичному участку генома. Но одно установлено твердо включение участка чужого генома происходит и помимо синтеза ДНК. Очевидно, обмен в данном случае происходит не по механизму копирования с переменой матриц. [c.165]

Инверсця (поворот участка хромосомы на 180°) приводит к образованию петли в профазе мейоза на стадии пахинемы. Но это наблюдать трудно. В результате кроссинговера внутри такой петли могут возникать при наличии инверсии, не захватывающей район центромеры, дицентрические (с двумя центромерами) хромосомы, образующие мосты при расхождении хромосом в анафазе I А , а в некоторых случаях и в Л II), сопровождаемые ацентрическими фрагментами. При наличии таких мостов в ряде клеток одного пыльника можно говорить о наличии у мутанта инверсии. Если инвертированный участок мал, то это приводит к нарущению конъюгации хромосом, и в М можно обнаружить, что какая-либо из пар хромосом не образует бивалента, хромосомы лежат отдельно (униваленты). Нехватки И дупликации в Мг приводят к возникновению гетероморфных бивалентов, в которых одна хромосома длиннее дру- [c.122]

В этом случае в Рг получится 4 типа потомства по фенотипу. Но растений типа wdwdt t (два рецессивных гена) будет меньше, чем их ожидалось бы при наследовании 9 3 3 1. Растения с генотипами wdwdt t и WdWdT T будут получаться только в результате кроссинговера во время их конъюгации в мейозе. Вместо хромосом с генами Wdt и wdT образуются новые хромосомы с генами WdT ° и wdt , которые и дадут потомство, отличное от исходных родительских форм. [c.134]

Во время мейоза в результате случайного рас-хожцения хромосом (независимое распределение) и обмена генетическим материалом между гомологичными хромосомами (кроссинговер) возникают новые комбинации генов, попавших в одну гамету такая перетасовка повышает генетическое разнообразие (см. разд. 23.4). Это объединение в зиготе двух наборов хромосом (генетическая рекомбинация), по одному от каждого из родителей, представляет собой генетическую основу внутривидовой изменчивости. Зигота растет и развивается в зрелый организм следующего поколения. [c.55]

Смотреть страницы где упоминается термин Мейоз и кроссинговер: [c.98] [c.99] [c.99] [c.99] [c.100] [c.266] [c.47] [c.98] [c.99] [c.99] [c.100] [c.51] [c.22] [c.27] [c.29] [c.36] [c.96] [c.99] [c.101] [c.103] [c.105] [c.107] [c.53] [c.132] [c.107] [c.194]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология