Механизм репликативной транспозиции

Рис. 80. Механизм генетической нестабильности, вызываемой мобильными элементами [При попытке мобильного элемента осуществить репликативную транспозицию а пределах того же репликона. где он находитсн, возникают делеции (слева) или инверсии (справа)]

Рис. 77. Механизм репликативной транспозиция

Перемещение по крайней мере некоторых транспозонов и IS-элементов происходит путем их вырезания с места старой локализации с последующим встраивание.ч в какое-нибудь другое место того же или нового репликона. Такой механизм называется консервативным в отличие от полу-консервативной репликативной транспозиции. В принципе консервативная транспозиция может происходить при незначительной модификации уже описанной схемы, показанной на рис. 77. Действительно, если после образования промежуточной структуры, в которой концы транспозона объединены с концами ДНК-мишени (рис. [c.118]

Описанный механизм перемещения называется репликативной транспозицией. Наряду с ним существует способ транспозиции, предполагающий вышепление (эксцизию) перемещающегося элемента из молекул-донора и внедрение его (инсерцию) в молекулу-реципиент. Этот механизм получил наименование консервативной транспозиции. Очевидно, что фаг Ми или транспозон Тп916, первоначально проникающие в клетку в виде линейных молекул ДНК, должны включиться в хромосому в результате простой инсерции. По-видимому, в зависимости от условий один и тот же перемещающийся элемент может использовать, как [c.108]

Выше упоминалось, что мобильные элементы вызывают генетическую нестабильность поблизости от участка своей локализации. Эта особенность легко объясняется уже известными нам свойствами IS-элементов и транспозонов бактерий, На рис. 80 показано, что получится при перемещении в пределах одного репликона транспозона типа ТпЗ, т.е. с репликативным механизмом транспозиции. В зависимости от того, как внесены разрывы в ДНК-мишень, получится либо делеция, либо инверсия генетического материала между местом расположения транспозона и мишенью его перемещения. По-сути дела, образование делеции напоминает процесс распада коинтеграта, но поскольку одна из образовавшихся молекул ДНК не имеет ориджина репликации, она утрачивается. Если происходит инверсия, то на обеих ее границах оказывается по копии транспозона в инвертированной друг относительно друга ориентации. Таким образом, образование делеций и инверсий характерно для репликативг ного механизма транспозиций. [c.120]

Ммекулярный механизм транспозиции может быть различным у разных мобильных элементов, поэто.му лучше всего рассмотреть его на конкретных примерах. Достаточно изучен в этом отношении бактериофаг Ми, являющийся, по сути дела, необычным транспозо-ном. Этот умеренный бактериофаг встраивается в произвольный, участок хро.чосомы бактерии-хозяина. Если происходит индукция профага и начинается его вегетативное развитие, то он размножается, не вырезаясь из хромосомы, за счет повторных актов репликативной транспозиции. Вырезание фаговой ДНК из бактериальной происходит лишь при упаковке в фаговые частицы, когда репликация уже прошла. При репликации фага Л и транспозиция происходит с очень высокой частотой, поэтому именно эта система изучена лучше других. [c.115]

Транспозоны, повсеместно распространенные в живой природе, являются мобильными генетическими элементами, обладающими способностью перемещаться из одной части генома в другую путем вырезания и последующей интеграции по механизму, независимому от гомологичной рекомбинации. Отдельные представители этого обширного семейства мобильных генетических элементов бактерий сильно различаются по своей структуре и механизмам внутригеномного перемещения. В настоящее время известно, по крайней мере, четыре механизма транспозиции [104]. При консервативной транспозиции транспозон вырезается из репликона-донора и в неизменном виде интегрируется в репликон-реципиент. Образовавшаяся в исходном репликоне брешь восстанавливается в результате репарации. Репликативная транспозиция характеризуется тем, что транспозон не вырезается из локуса, в котором он расположен. Вместо этого репли-кон-донор и репликон-реципиент образуют коинтеграт (объединяются друг с другом), в процессе формирования которого возникает вторая копия транспозона. Следующее за этим разрешение коинтеграта приводит к разделению репликонов, каждый из которых становится обладателем копии исходного транспозона. [c.78]

Известно два разных механизма транспозиции — репликативный и нерепликативный. При репликативной транспозиции одна копия транспозона передается в реципиентную ДНК, а другая сохраняется в исходном (донорном) сайте. При н е р е п -ликативной транспозиции транспозон обнаруживается только в реципиентной ДНК. [c.41]

Вы изучаете транспозон ТпЮ, существующий в прокариотических клетках, и придумали изящный эксперимент, с помощью которого можно выяснить, реплицируется ли ТпЮ во время транспозиции или перемещается безотносительно к репликации ДНК. Ваша идея основана на ключевом различии между этими двумя механизмами если транспозиция нерепликативная, то должны перемещаться обе родительские цепи ТпЮ, если же транспозиция репликативная, то должна перемещаться только одна родительская цепь (рис. 5-35). Вы собираетесь пометить отдельные цепи денатурированными цепями из двух различных ТпЮ. Чтобы эффективно вводить эти гетеродуплексные ТпЮ в бактерии, вы используете ДНК бактериофага лямбда, содержащую ТпЮ. Такая ДНК может быть приготовлена in vitro, а затем упакована в капсиды, чтобы образовался фаг, способный инфицировать клетки. Вы используете неактивный (по причине других мутаций) фаговый геном, так что он не может реплицироваться или встраиваться и в конце концов разрушается таким образом, вкладом этого фагового генома можно пренебречь. [c.39]

A. Bee колонии появились только в результате встраивания ТпЮ в бактериальный геном, потому что выживание зависит от присутствия гена устойчивости к тетрациклину, переносимого ТпЮ. Наличие смешанных колоний с синими и белыми секторами-это ключевой результат. Поскольку частота встречаемости секторных колоний высока, а транспозиция-это редкое событие, то секторные колонии должны возникать в основном при единичной транспозиции. В случае репликативного механизма может переноситься только одна цепь родительского гетеродуплекса и, таким образом, могут образовываться только белые или синие колонии в зависимости от того, какая из цепей переносится. При нерепликативном способе, напротив, переносятся обе цепи гетеродуплекса, и в результате репликации и сегрегации в дочерних клетках бактерий они дают начало секторным колониям. (Если исходно бактерии были распределены по поверхности агаровой среды в чашке Петри, то все потомки первоначальной инфицированной клетки, оставаясь в непосредственном контакте друг с другом, образуют колонию. Если при первом делении образуются две разные дочерние клетки, то их потомки размножаются рядом, создавая единую колонию, но с секторами, образуемыми двумя вариантами бактерий.) Чисто синие и чисто белые колонии возникают в результате транспозиций, в которых участвуют гомодуплексы. Количественное соотнощение синих, белых и секторных колоний определяется тем, что гетеродуплексы (дающие начало секторным колониям) и гомодуплексы (дающие начало колониям одного цвета) содержались в смеси в равных количествах. [c.305]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология