Механизм генной конверсии

Рис. 57. Генная конверсия (о) и один из возможных механизмов генной конверсии (б)

Рис. 63. Один из. механизмов генной конверсии

Феномен генетической рекомбинации впервые был описан в начале XX в. В то время под рекомбинацией понимали гомологичный мейотический кроссинговер. Теперь мы знаем, что существует множество видов рекомбинации, осуществляющейся как на стадии мейоза, так и в митотических клетках гомологичный кроссинговер, генная конверсия, транспозиция мобильных элементов, геномные перестройки и т.д. Каковы их молекулярные механизмы Какой тип рекомбинации преобладает у разных организмов, когда (на каком этапе развития) и где (в каких тканях) Можно ли как-то влиять на рекомбинацию Эти вопросы сейчас интенсивно исследуются. [c.370]

Генная конверсия может служить механизмом расширения репертуара специфичности антител у кролика [c.141]

Кроличьи иммуноглобулины всегда представляли собой загадку, особенно в отношении механизма, регулирующего экспрессию их аллотипов. У кролика имеется довольно много Ун-генов, однако более чем в 80 % В-клеток используется лишь один Ун-ген, расположенный ближе всего к О-сегменту. Как установлено недавно, в качестве источника разнообразия на основе этого единственного гена у кролика может действовать механизм генной конверсии. [c.141]

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]

Кроме неравного кроссинговера и транспозиций существует и третий механизм быстрых изменений генетического материала. Одинаковые последовательности гомологичных или негомологичных хромосом могут формировать случайные пары, а несовпадающие участки — удаляться. В результате происходит закрепление определенного варианта повторов данного семейства. Этот процесс получил название генной конверсии. [c.72]

Принимая во внимание высокую частоту диспергированных повторяющихся последовательностей в большинстве эукариотических геномов, можно только удивляться стабильности хромосом. Возможно, рекомбинация между этими сегментами эффективно подавляется с помощью какого-то неизвестного механизма. У дрожжей, где частоту таких рекомбинаций легко измерить генетическими методами, транслокация и другие перестройки отмечаются удивительно редко. Например, в клетках, содержащих две копии гена HI S3, расположенные на негомологичных хромосомах, реципрокный кроссинговер обеспечивает только примерно 10% рекомбинационных событий в данном гене, остальные приходятся на генную конверсию. [c.229]

Все известные механизмы конверсии генов связаны с ограниченным синтезом ДНК. [c.29]

При митозе также может происходить конверсия генов, хотя и несколько реже. Вероятно, как и в процессе мейоза, она возникает здесь вследствие реп ации гетеродуплексов ДНК, содержащих неправильные пары. Рис. 5-65 иллюстрирует еще один гипотетический механизм конверсии генов, пригодный и для мейоза, и для митоза. [c.310]

В настоящее время эта схема возникновения мутаций исследуется на основе двух программ. Первая из них анализирует характер распределения кластера мутаций на основе сравнения предполагаемых донорных и акцепторных последовательностей с использованием метода статвесов. Статвес для группы мутаций (см.рис.6) вычисляется следупцим образом W-L2-LI, где L2 и LI - правая и левая границы расположения кластера в полинуклеотидной последовательности. Результаты, полученные на основе этой программы, показаны на рисунке 6, где приведен пример выявления генной конверсии между геном и псевдогеном цыпленка. Анализ показал, что вероятность наблюдать такой кластер мутаций по случайным причинам - реал случ что явно свидетельствует в пользу генной конверсии, как возможного механизма возникновения мутаций в этой последовательности. Вторая программа выявляет наличие [c.98]

Анализ механизма межгенной конверсии проводился для последовательности V -гена цыпленка. Ранее, даьнные в пользу межгенной конверсии были обнаружены при сравнении нуклеотидной последовательности этого гена и 25 его псевдогенов [13]. Проведенный анализ областей выявил следующую картину распределения соматических мутаций в этом Vj -гене длиной 303 н-п. Предполагаемые области конверсии образовывали пять основных групп сгущения соматических мутаций. В составе [c.103]

Какой бы механизм рекомбинации ни был предложен, в нем всегда должно быть учтено явление генной конверсии, или нереципрокной рекомбинации [220]. Это явление впервые было обнаружено при изучении генетики грибов, у которых можно отдельно исследовать каждый из четырех гаплоидных продуктов мейоза (тетрадный анализ, гл. 1, разд. Г, 2). Иногда вместо обычного менделевского отношения 2 2 для распределения генов в случае гетерозиготного локуса в потомстве наблюдали отношение 3 1. Это означает, что в одной из рекомбинантных. хромосом произошел возврат к родительскому типу. Механизм, лежащий в основе этого явления, может быть связан с неправильным спариванием оснований в гетеродуплексных участках. Чаще всего в точке,. [c.286]

Направленность переноса информации от НМЬили HMR к МАТ, но не в обратном направлении, возможно, также обусловлена меньшей компактностью структуры хроматина в области МАТ. Полагают, что ген НО кодирует эндонуклеазу, вносящую двуцепочечный разрыв между последовательностями Y и Z. Такой разрыв может возникать только в области МАТ и не возникает в идентичных последовательностях, локализованных в рамках HML и HMR. С образования двуцепочечного разрыва, вероятно, начинается собственно процесс переключения, в основе которого может находиться механизм, сходный с механизмом мейотической рекомбинации в рамках модели двуцепочечный разрыв-репарация (см. гл. 14). При деградации участка Y в области МАТ может возникать брешь, репарируемая за счет генной конверсии при участии последовательностей HML или HMR. [c.236]

Большой интерес вызывает возможность межаллельной конверсии. Так, мутация Hb на острове Сардиния сцеплена с несколькими гаплотипами, что трудно объяснить простой рекомбинацией. Более вероятным механизмом считается однонаправленный перенос генетической информации, или конверсия (рис. 2.97). Этот же механизм предполагают для объяснения подобных данных по мутациям гемоглобин S, гемоглобин Е и мутации сдвига рамки в гене -глобина. Такой механизм представляется очень привлекательным, поскольку имеются убедительные доказательства генной конверсии в эволюции генов глобинов у нечеловекообразных обезьян. Высказываются предположения о молекулярных механизмах такой конверсии [972]. Для шести хорошо изученных мутаций в интронах, которые приводят к талассемии, признаков генной конверсии не обнаружено. [c.98]

Сегодня известно, что у млекопитающих для создания разнообразия антител могут действовать все эти пять механизмов рис. 8.2). Примечательно, что акулы располагают значительным числом кодирующих антитела генов и не испытывают необходимости в соматических рекомбинациях, тогда как у курицы число гаметных генов антител офаниченно и для этого вида характерен высокий уровень генной конверсии (см. гл. 15). [c.131]

Такие же доводы можно привести и в случае семейства глобиновых генов, которое описано ниже. У растений в генах леггемоглобина имеются три интрона, два из которых расположены так же, как интроны в генах гемоглобина позвоночных. Положение интронов в глобиновых генах иллюстрирует еще одну общую закономерность экзоны часто кодируют определенные структурные и функциональные домены белков. Все эти факты свидетельствуют о том, что интроны присутствовали уже в самых первых генах. Однако наличие интронов на ранних этапах эволюции не означает, что они не могли внедряться в уже существующие кодирующие области. Возможно, именно таков механизм появления некоторых интронов в генах семейства сери-новых протеаз (например, тромбина, трипсина и химотрипсина). Недавние эксперименты позволили построить модели встраивания интронов. Так, интроны I и II групп внедряются в сайты-мишени с помощью генной конверсии или обратного самосплайсинга. Конверсия генов I группы зависит от белков, которые кодируются интроном. [c.162]

Реитерация последовательностей может происходить в результате общей рекомбинации между неаллельными i омологичными участками ДНК (разд. 2.4). Последовательные раунды такого неравного кроссинговера могут приводить к удлинению или укорочению длинных тандемных повторов. Вначале амплификация может захватывать довольно короткие гомологичные участки (рис. 9.31)-такие, как нонануклеотиды, встречающиеся с большой частотой в сателлитной ДНК мыши. Известная пластичность тандемных повторов в значительной степени обусловливается неравной гомологичной рекомбинацией, хотя нельзя исключить и такие механизмы, как генная конверсия или проскальзывание ДНК во время репликации. [c.195]

Помимо замен, обусловленных генной конверсией, гомогенизация, по-видимому, происходит также в результате делеций последовательностей-пред-шественников типа SINE и вставки новых копий. В противном случае копийность семейств диспергированных последовательностей у разных видов должна была бы оставаться относительно постоянной, а это не так. Например, у человека и шимпанзе число Alu-последовательностей равно соответственно 9 10 и 3 10 . Четкие указания на наличие инсерций (и/или делеций) были получены после выявления аллелей отдельных генов, которые различаются по наличию последовательности SINE в одном из фланкирующих участков или в интроне. Возможные механизмы встраивания или делеций описаны в разд. 10.4. [c.209]

Одни из фундаментальных законов генетики гласит, что оба родителя вносят равный вклад в генетическую конституцию потомства, поскольку одни полный набор генов потомок получает от матери, а другой - от отца. Таким образом, когда из одной диплоидной клетки путем мейоза образуются четыре гаплоидные (разд. 15.2.1), в каждой из этих клеток ровно половину всех геиов должны составлять материнские гены, а другую половину - отцовские. Проверить справедливость этого утверждеиия для сложного организма в частности организма человека, разумеется, невозможно. К счастью, существуют и такие организмы, например грибы, у которых можно выделить и подвергнуть анализу все четыре дочерние клетки, образовавшиеся в результате мейоза из одной-единственной клетки. Подобный анализ показал, что из строгих генетических правил есть исключеиия. Иногда мейоз дает три копии материнского варианта (аллеля) данного гена и лишь одну копию отцовского аллеля, что свидетельствует о превращении одной из двух копий отцовского аллеля в копию материнского аллеля. Этот феномен получил название конверсии генов. Часто конверсия генов бывает связана с общей генетической рекомбинацией, и возможно, это явление играет немаловажную роль в эволюции некоторых генов (см. разд. 10.5.2). Полагают, что конверсия генов представляет собой прямое следствие действия двух механизмов -общей генетической рекомбинации и репарации ДНК. [c.309]

У бактерий из природных популяций часто наблюдается фазовая вариация по одному или нескольким фенотипическим признакам. Подобная нестабильность обычно исчезает у стандартных лабораторных штаммов, и поэтому изучено очень мало соответствующих механизмов. Не все из них связаны с инверсией ДНК. Например, бактерия, вызывающая гонорею у человека (Neisseria gonorrhoeae), защищается от иммунного ответа благодаря наследуемой вариабельности свойств клеточной поверхности, возникающей вследствие конверсии генов (см. разд. 5.4.6). Этот механизм зависит от белка гесА, который участвует в рекомбинации, и основан на переносе определенной последовательности из молчащей кассеты в главный ген (см. разд. 10.3.2). При этом может образовываться более 100 вариантов основного белка поверхности бактериальной клетки. [c.200]

Каков же механизм потери нитронов Возможно, интроны герялись при постепенных случайных делециях коротких сегментов ДНК, но более вероятно, что эукариотические клетки (а возможно, также и предки бактерий) имеют механизм точной и селективной делеции всего интрона из своих геномов. Например, в клетках большинства позвоночных содержится лишь один ген инсулина с двумя нитронами, но у крыс по-соседству имеется еще один инсулиновый ген, в составе которого всего один интрон. Очевидно, второй ген возник относительно недавно в результате дупликации и затем потерял один из своих нитронов. Так как при потере интрона необходимо точное воссоединение кодирующих последовательностей ДНК, считается, что второй ген возник в результате редкого события - включения в геном ДНК-копии мРНК соответствующего гена, откуда интроны были точно удалены. Подобные копии, не содержащие нитронов, могут появляться благодаря активности обратных транскринтаз. Считают, что ферменты рекомбинации дают возможность таким копиям спариться с исходной последовательностью, которая затем корректируется по матрице, лишенной нитронов, в ходе событий, напоминающих конверсию гена. [c.241]

Большинство перечисленных здесь рекомбинационных механизмов возникновения хромосомных аберраций продемонстрированы в экспериментальной работе с бактериями и дрожжами. Мигрирующие элементы способны захватывать и переносить на новое место гены, рядом с которыми они располагаются. По образному выражению Р. Б. Хесина, попав в плохую компанию, гены из добропорядочных превращаются в бродяг . Тем самым осуществляется дупликация отдельных генов, необходимая для дивергенции генетического материала, т. е. возникновения генов с новыми функциями. Кроме того, повторы одинаковых или сходных участков генетического материала сами по себе создают условия для рекомбинации по гомологии между генами, располагающимися в негомологичных участках генетического материала. Подобная рекомбинация происходит значительно реже, чем полностью гомологичная рекомбинация — кроссинговер, но она также связана с инициирующей рекомбинацию конверсией. Это показано для дрожжей-сахаромицетов, имеющих два одинаковых гена his 3 один на своем месте в хромосоме XY, а другой — внесенный с плазмидой в результате интегративной трансформации (см. гл. 11). Второй ген his 3 был интегрирован в другую часть генома благодаря рекомбинации плазмиды с Ту 1-элементом, который она также несла. С помощью такой модели была продемонстрирована конверсия между негомологичными хромосомами. Аналогичный результат был получен и для разных генов дрожжей с высоким уровнем гомологии нуклеотидных последовательностей сус 1 и сус 7, кодирующих изо-1 и ИЗО-2-ЦИТОхромы С. У другого вида дрожжей негомологичная конверсия показана между генами, кодирующими очень близкие по структуре тРНК. В редких случаях негомологичная конверсия сопровождается реципрокными транслокациями. [c.345]

Рис. 5-65. Гипотетический механизм общей рекомбинации, приводящий к конверсии генов. На 1 - м этапе ДНК-полимераза начинает синтез дополнительной копии одной из цепей красной спирали, вытесняя прежнюю копию из спирали в виде одиночной цепи. Эта одиночная цепь спаривается с гомологичным участкомчерной спирали способом, который иллюстрируетрис. 5-60. На 2-мэтше короткий неспаренный участок черной цепи подвергается р крушению, чем и завершается перенос нуклеотидной последовательности из одной спирали в другую. Общий результат произошедших изменений выявляется обычно в следующем клеточном цикле, после того как репликация ДНК приведет к разделению двух

Можно ожидать, что в ходе эволюции последовательности тандемно расположенных генов, а также нетранскрибируемой ДНК спенсеров, расположенных между ними, дивергируют за счет случайных мутаций, изменяющих одну или несколько копий гена. Однако на самом деле последовательности тандемно повторенных генов и их спейсерная ДЖ обычно почти идентичны. Полагают, что к этому причастны два механизма во-первых, неравный кроссинговер, приводящий к последовательному расширению и сокращению областей, содержащих тандемно повторяющиеся последовательности (анализ компьютерной модели такого кроссинговера показывает, что при этом последовательности имеют тенденцию оставаться прежними, рис. 10-64, Д) во-вторых, конверсия генов (показано, что она может обусловливать гомогенизацию родственных последовательностей ДНК, рис. 10-64, Д). [c.238]

Смотреть страницы где упоминается термин Механизм генной конверсии: [c.97] [c.97] [c.99] [c.103] [c.287] [c.99] [c.103] [c.229] [c.281] [c.300] [c.314] [c.141] [c.108] [c.93] [c.458] [c.310] [c.310] [c.238] [c.120] [c.310] [c.200]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология