Гетеродуплекс

Рис. 15.13. Выявление транспозонов путем электронно-микроскопического исследования гетеродуплексов. Для того чтобы сделать транспозон видимым, нагревают ДНК из бактерии дикого типа (В) и бактерия, несущей транспозон (А), и в результате цепи двойных спиралей расходятся ( плавление ). При последующем медленном охлаждении смеси происходит спаривание комплементарных оснований отдельных цепей ДНК А и В, что ведет к образованию гетеродуплексов ДНК. Если на концах транспозона имеются противоположно ориентированные комплементарные IS-элементы, то эти области тоже спариваются и образуют стебелек, на котором средняя часть транспозона выступает вбок в виде петли из одиночной цепи.

Многие генетические дефекты можно скорректировать, заменив связанную с данным дефектом пару нуклеотидов в мутантном гене на правильную пару. В одном из экспериментов для этой цели использовался 68-членный химерный (ДНК-РНК) олигонуклеотид, который образует шпильку с двумя головками и содержит метилированный кислород при 2 -углерод-ном атоме рибозы (рис. 21.16). Выбор такого необычного олигонуклеотида основывается на следующих экспериментальных данных 1) гетеродуплексы РНК-ДНК легче, чем двухцепочечные ДНК, спариваются с гомологичными нуклеиновыми последовательностями 2) го- [c.509]

Были идентифицированы также ферменты, которые, распознав неправильно образованные пары оснований в гетеродуплексе, исправляют нх [251] и удаляют из ДНК основания, модифицированные под действием канцерогенов [252]. [c.293]

ДНК/ДНК-гибридизация гомологичные последовательности нуклеотидов в ДНК разных видов. Как мы уже говорили, при нагревании изолированной ДНК две полинуклеотидные цепи расходятся в результате разрыва водородных связей. Такая денатурация (или плавление ), приводящая к образованию одиночных цепей, обратима при очень медленном охлаждении препарата будет происходить спаривание и реассоциация комплементарных участков. Если смешать короткие фрагменты денатурированных ДНК, полученных из двух различных, но близких между собой видов бактерий, при температуре выше точки их плавления и затем медленно охладить смесь, тоже будет происходить реассоциация. Двойные спирали, образовавшиеся из одиночных цепей ДНК двух разных организмов, называют гетеродуплексными молекулами. Для того чтобы в эксперименте можно было проследить за образованием гетеродуплексов, нужно, конечно, пометить ДНК одной из бактерий тяжелым или радиоактивным изотопом. [c.41]

Поскольку геном Т-четных фагов представляет собой одну молекулу ДНК, можно представить себе две молекулярные модели для вышеприведенной формальной структуры гетерозиготы. Первая из них, гетеродуплекс, представляет собой единую молекулу ДНК, образованную за счет ковалентных связей между нуклеотидами [c.294]

В реакции образования D-петли вытеснение гомологичной кольцевой цепи происходит частично структура ковалентно замкнутого двухцепочечного кольца может служить топологической помехой распространению реакции. Реакция будет более эффективной, если поставить структуры двух- и одноцепочечной молекул в обратном порядке. Кольцевая одноцепочечная молекула может взаимодействовать с гомологичной двухцепочечной, вытесняя полностью одну цепь. Схема реакции представлена на рис. 35.7 [средний ряд). Она начинается в одном конце молекулы и распространяется к другому ее концу, образуя гетеродуплекс длиной до нескольких тысяч пар оснований. [c.449]

Гетеродуплексная ДНК может иметь длину, поддающуюся оценке. Некоторую информацию о размере участка ДНК, на которой происходит коррекция, можно получить при анализе последовательностей, принадлежащих одному кластеру. Обычно продукты рекомбинационного события разделяются и становятся недоступными для определения последовательности их ДНК. Однако в том случае, если неравный обмен произошел между двумя членами одного кластера, как было показано на рис. 21.3, гетеродуплекс может сформироваться между двумя неаллельными генами. Такой гетеродуплекс может подвергнуться генной конверсии в направлении последовательности одной из его цепей. В результате произойдет превращение последовательности одного из неаллельных генов в последовательность другого. Подобный гетеродуплекс может образоваться посредством прямой реакции между двумя копиями гена на одной и той же хромосоме. [c.453]

Присутствие более одной копии гена на хромосоме дает возможность проследить за этими событиями. Например, если образование гетеродуплекса и генная конверсия происходят и при этом захватывается часть гена, эта часть может иметь последовательность, идентичную или родственную другому гену, в то время как остающаяся часть проявляет большую дивергенцию. Установлено, что генная конверсия может захватывать до нескольких тысяч оснований. [c.453]

Системы репликации и репарации ДНК хоть и очень редко, но все же ошибаются. В результате в ДНК может включиться неправильный , т.е, не комплементарный матрице, нуклеотид. Другой источник неспаренных нуклеотидов — гомологичная рекомбинация, в ходе которой образуются гетеродуплексы, состоящие из двух комплементарных цепей, исходно принадлежавших разным молекулам ДНК (см. гл. IV), Такие нарушения структуры ДНК репари-р ются, по крайней. мере у бактерий и низших эукариот. Система репарации должна каки.м-то образом отличать друг от друга две цепи одной. молекулы ДНК, чтобы решить, какой из двух неспарен-ных нуклеотидов правильный , и за.менить неправильный нуклеотид на нуклеотид, ко.мплеиентарный правильному . [c.81]

Как уже говорилось, цепи ДНК в гетеродуплексе могут быть не полностью комплементарны друг другу. Судьба гетеродуплексных районов, образовавшихся в результате рекомбинации, может быть двоякой если неспаренные основания гетеродуплекса не репари-руются, то после репликации каждая цепь ДНК даст дуплекс с такой же последовательностью, как у молекулы ДНК, из которой она произошла (в случае рекомбинации в мейозе это приведет к пост-мейотической сегрегации) если же произойдет репарация неспаренных оснований, то инфор.мация, заключавшаяся в одной из цепей гетеродуплекса, исчезнет и заменится на информацию другой цепи. В отличие от других случаев рекомбинации в этом последнем случае один из двух возможных рекомбинантных продуктов исчезает и превращается (англ. onvert) в другой, поэтому этот вариант рекомбинации называют генной конверсией (рис. 57). [c.88]

Процесс репликации ДНК в фагах и в митохондриях мышиных клеток, был исследован методом электронной микроскопии с использованием в качестве маркеров денатурационных петель. Эти петли представляют собой небольшие участки ДНК, денатурирующиеся в процессе подготовки препаратов для электронно-микроскопических исследований. Возможно, что эти петли ДНК образуются в участках с низким содержанием G -nap или в участках, обладающих по каким-либо другим причинам пониженной стабильностью по сравнению с остальными участками ДНК Петли чем-то напоминают гетеродуплексьь (разд. Г, 8, в), однако возникают они по другой причине. В кольцевой, митохондриальной ДНК мыши можно видеть две такие петли, отстоящие-одна от другой приблизительно на 180° и отличающиеся друг от друга. Использование этих петель в качестве маркеров позволило проследить-направление репликации. В настоящее время этот метод широко используется. [c.274]

Основой всех предложенных схем Р. г. послужила т. наз. модель Холлидея, согласно к-рой Р. г. начинается с разрыва только одной из двух цепей спирали ДНК. Вслед за разрывом один конец цепи вытесняется другим концом, к-рый наращивается ДНК-полимеразой. Вытесненный конец разорванной цепи спаривается со второй молекулой ДНК (образуется т. наз. 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. [c.230]

Схема спаривания двух гомологичных спиралей (одпа нз них обозначена жирной линией, другая-двойной) 1 — гетеродуплекс. [c.230]

Одним из типов двойных спиралей, которые получают искусственным путем, является гибрид ДНК—РНК. Оказалось, что молекулы информационной (матричной) РНК (мРНК) гибридизуются только с одной из двух разделившихся цепей ДНК, несущей участки, комплементарные мРНК. Метод гибридизации используется также для получения гетеродуплексов ДНК, в которых две цепи молекулы происходят от двух разных генетических линий одного и того же вида организмов. Известно, что некоторые мутации состоят в делеции (выпадении) или вставке одного или нескольких оснований в цепь ДНК. Гетеродуплексы, в которых одна из цепей нативная, а другая — со вставкой или делеци-ей, имеют по всей своей длине нормальную структуру по Уотсону—Крику, за исключением тех участков, где делеции или вставки нарушают комплементарность и образуются одноцепочечные петли (рис. 15-24). [c.143]

Информация, заключенная в сегменте ДНК. исчезает и заменяется на информацию го. ологичного участка другой молекулы ДНК (а). Образовавшийся при рекомбинации гетеро-дуплексный участок репарируется по образцу одной из цепей гетеродуплекса (б) [c.89]

Во втором раунде двухцепочечную ДНК, состоящую из исходной и новосинтезированной ( длинная матрица ) цепей, опять подвергают денатурации, а затем отжигают с праймерами. Во время синтеза в этом раунде вновь синтезируются длинные матрицы , а также некоторое количество цепей с праймером на одном конце и с последовательностью, комплементарной второму праймеру, на другом ( короткие матрицы ) (рис. 5.19). Во время третьего раунда все гетеродуплексы, образовавщиеся ранее, одновременно подвергаются денатурации и отжигу с праймерами, а затем реплицируются (рис. 5.20). В последующих раундах коротких матриц становится все больше, и к 30-му раунду их число уже в Ю раз превышает число исходных цепей или длинных матриц (рис. 5.21). [c.96]

Лечебная роль такого процесса репарации не ограничивается уда-лениел4 индуцированных ультрафиолетом димеров тимина, а распространяется также на исправление большого разнообразия других потенциально летальных нарушений генома клетки. Так, например, ряд гибельных измеиепий, вызванных действием на бактериальную ДНК рентгеновских лучей (вызывающих разрывы полинуклеотидных цепей) или иприта (вызывающего химические сшивки соседних пуриновых оснований), может быть обнаружен и исправлен репарирующей системой, иссекаю-шей поврежденный участок и затем заполняющей брешь. Показано было также, что репарационным исправлениям подвержены и структурные нарушения, обусловленные наличием не подходящих друг к другу некомплементарных пар оснований в рекомбинационных или мутационных гетерозиготах-гетеродуплексах (фиг. 160). Иссекая из гюлинуклеотидной цепи одно из двух оснований, образующих неправильную пару (с точки зрения правил спаривания Уотсона — Крика), и замещая его правильным нуклеотидом при репарационной репликации, направляемой неиссечеи-ной цепью, которая при этом имеет функцию репарационной матрицы, процесс иссечения и заполнения может привести к превращению гетерозиготы в гомозиготу. Следует, однако, заметить, что вероятность исправления любого такого структурного нарушения подвержена значительным вариациям. Во-первых, эффективность ферментативной ДНК-репарирую-щей системы зависит от генетической конституции организма. Одни организмы обладают очень мощными репарирующими системами и, следовательно, очень устойчивы к воздействиям, ведущим к повреждениям их ДНК, у других репарирующие системы малоэффективны или вовсе отсутствуют. Такие организмы обречены на гибель от малейшей травмы ДНК. Во-вторых, даже у организмов с эффективной репарирующей системой вероятность исправления поврежденной ДНК сильно зависит от физиологических условий в период репарации, в частности от температуры и состава питательной среды. [c.377]

Вновь образованная двухцепочечная ДНК ковалентно замыкается с помощью ДИК-лнгазы. Эта ДнК представляет собой гетеродуплекс, в котором комплементарность нарушена в месте введения мутации. Одна цепь гетеродуплекса представляет собой дикий тип, а другая — мутантный. Ковалентно замкнутым гетеродуплексом трансформируются клетки Е. oli. В результате репликации эти [c.379]

Если, например, вырастить культуру одной из бактерий на тяжелой воде (D2O), то у нее будет тяжелая ДНК, и тогда образование гетеродуплекса можно будет выявить путем центрифугирования в градиенте плотности s l-так же, как в опыте Меселсона и Сталя было доказано образование N/ N-rH6pHfl-ной ДНК. Можно, однако, пометить ДНК одного из партнеров, выращивая его на среде с С или с Если теперь смешать длинные отрезки денатурированной ДНК (из непомеченной С бактерии А) с короткими отрезками денатурированной ДНК (из помеченной С бактерии В), медленно охладить смесь и провести ее через фильтр, задерживающий длинные цепи, но пропускающий короткие, то на фильтре останутся молекулы гетеродуплекса. Оставшаяся на фильтре радиоактивность будет тем выше, чем больше радиоактивных отрезков (В) связалось с А-депями, т.е. она будет зависеть от того, идентичны ли (либо очень сходны) последовательности оснований ДНК А и В или же они совсем различны. Таким образом, реассоциация ДНК/ДНК дает возможность определять степень гомологии последовательностей ДНК разного происхождения. Контрольный опыт проводят с молекулами ДНК из одних и тех же бактерий (одну пробу метят, другую не метят) и произвольно принимают степень реассоциации за 100. Степень реассоциации молекул ДНК из различных штаммов выражают затем в процентах от этой величины. Рутинные методы определения гомологии между ДНК различных штаммов бактерий многократно видоизменялись, но все они основаны на том же принципе образования гетеродуплексов во всех случаях необходимо пометить одного из партнеров. [c.41]

Гомологичность ДНК, т.е. совпадение последовательности оснований в молекулах ДНК двух разных штаммов бактерий, тем больше, чем ближе родство этих штаммов между собой. Этот способ оправдал себя при сравнении близких штаммов и видов между родами же, находящимися между собой в отдаленном родстве, степень гомологии ДНК слишком мала, чтобы можно было выявить образование гетеродуплексов. Одноцепочечная ДНК может реассоциировать и с РНК. Поэтому описанные методы позволяют также оценивать гомологию между ДНК и РНК. [c.41]

Транспозоны-это последовательности ДНК, которые способны встраиваться во многие участки генома и могут перепрыгивать с плазмиды на бактериальную хромосому, на другую плазмиду или на умеренный фаг. Транспозоны содержат гены, определяюпще внешне распознаваемые признаки, а именно устойчивость к таким антибиотикам, как пенициллин, тетрациклин или канамицин. В связи с этим их легче обнаружить, чем IS-элементы. По обе стороны от генов устойчивости, находящихся внутри транспозона, расположены две одинаковые последовательности, которые могут идти в одном и том же или в противоположных направлениях. Эти повторяющиеся последовательности оснований ДНК частью идентичны с IS-элементами. Расположение этих фланкирующих отрезков ДНК можно определить путем электронномикроскопического исследования гетеродуплексов (рис. 15.13). [c.455]

В некоторых асках наблюдается соотношение 3 5 или 2 6, т. е. одна или две споры вместо одного аллельного типа имеют другой тип. Это может быть обусловлено коррекцией неправильно подобранных пар в гетеродуплексной ДНК. Если репарирующая система узнает неправильно спаренные основания в гетеродуплексной ДНК, она может вырезать и изменить одну из цепей, восстановив комплементарность. Такое событие приводит к изменению цепи ДНК, представляющей один из аллелей, превращению ее в последовательность другого аллеля. Если это происходит только в одном из реципрокных гетеродуплексов, возникает соотношение 3 5 или 5 3 (в зависимости от направления конверсии). Если оба гетеродуплекса подвергаются коррекции одинаковым способом, возникает соотношение 2 6 или 6 2. Процесс коррекции [c.452]

Белок Re A стимулирует спаривание оснований между отдельной цепью ДНК и комплементарной ей цепью в суперспиральной кольцевой молекуле. Одна цепь атакует кольцо, вытесняет исходную и спаривается с комплементарной цепью, в результате чего образуется D-петля. (рис. 35.7, верхний ряд). Эта реакция получила название поглощения или ассимиляции одной цепи. Процесс ассимиляции одной цепи родствен образованию гетеродуплекса, модель которого представлена на рис. 35.2. Разница состоит в том, что рекомбинационная модель предполагает два вторжения. В каждом случае одна цепь реципрокно вытесняет своего гомолога в двухцепочечной молекуле-партнере. [c.449]

Участие гетеродуплексной ДНК в рекомбинации объясняет многие особенности рекомбинации между аллелями эти данные послужили основой для разработки модели рекомбинации с участием гетеродуплекса. Когда было открыто явление межащельной рекомбинации, предполагали, что она осуществляется с помощью того же механизма реципрокной рекомбинации, который используется для более удаленных локусов, однако в этом случае при образовании реципрокной пары рекомбинантных хромосом между локусами происходит отдельное событие разрыва и воссоединения. Следует отметить, что образование гетеродуплексной ДНК само по себе может привести к рекомбинационному событию. [c.452]

Допустим, что два аллеля отличаются одной точковой мутацией. Если произойдет обмен и образуется гетероду-плексная ДНК, две цепи этого гетеродуплекса будут ошибочно спарены в сайте мутации. В результате окажется, что кавдая цепь ДНК несет различную генетическую информацию. Если не происходит изменения в последова- тельности, цепи разделяются в последующей репликации, причем каждая дает начало двухцепочечной молекуле, которая сохраняет свою информацию. Это ведет к соотношению 4 4, при котором порядок спор изменен., из-за одноцепочечных обменов. Такое соотношение названо постмейотической сегрегацией, так как ее наличие зависит от разделения цепей ДНК при репликации, которая следует за мейозом. [c.452]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология