Современная генетика. Том 2 - Айала Ф.
ISBN 5-03-000495-5
Скачать (прямая ссылка):
<5'
Деградация Синтез (микрококковая ДНКаза
(ДНК-полимераза I) и диэстераза из селезенки)
клеотидов, можно для каждого из них определить количество связавшейся
метки 32Р. С помощью такого подхода можно определить для нуклеотида
частоту встречаемости соседних нуклеотидов. Поясните, как это сделать.
Как, опираясь на полученные данные, показать, что в двухцепочечной
структуре ДНК комплементарные цепи скорее антипараллельны
5'-3' 5'---3'
У , чем параллельны ^ ^ !
13.12. Штамм Е. coli lacZ~, несущий F'L ас + -фактор,
мутагенизировали и высевали на лактозный ЕМВ-питательный агар при
температуре 30°. (На этой среде колонии Lac+ имеют красную окраску, а
Lac- бесцветны.) Выросшие колонии перепечатывали на другую чашку с ЕМВ-
пита-тельным лактозным агаром и инкубировали при 42°. На этой чашке
удалось обнаружить несколько бесцветных коло-
ний, которые на исходной чашке при 30° были красными. Некоторые
бесцветные колонии возникли в результате температурочувствительных
мутаций lac в факторе F'Lac + ; другие сформированы
температурочувствительными мутантами по репликации фактора F'. Предложите
способ, с помощью которого можно различить между собой представителей
этих двух типов мутантов. Среди штаммов, теряющих при 42° F'Lac+ -фактор,
некоторые несут температурочувствительную мутацию, блокирующую репликацию
F'-фактора в бактериальной хромосоме, а другие-на самом факторе F'. Как
бы вы могли различить эти мутанты? Какие виды генов могут оказаться
поврежденными в этих мутантах? (Заметьте, что для репликации фактора F
необходимо его прикрепление к особым участкам клеточной мембраны.)
14
Рекомбинация
Рекомбинационные процессы между родительскими геномами с различными
генотипами приводят к возникновению новых сочетаний генов в дочерних
геномах. Есть основания полагать, что рекомбинация является одним из
важнейших факторов эволюции. Она позволяет новым генетическим вариантам,
возникшим у различных представителей популяции, объединиться и пройти
проверку на совместимость в рамках одного и того же организма.
Возникновение и развитие механизмов (половых процессов), способствующих
обмену генетической информации между отдельными особями, прослеживается
на уровне любых живых организмов-от одноклеточных прокариот до высших
эукариот.
Разделение клеточной ДНК на относительно независимые компоненты
(хромосомы) облегчает рекомбинацию посредством независимого
комбинирования компонентов, в роли которых могут выступать, например,
различные хромосомы гороха в опытах Менделя (см. гл. 2), бактериальные
кольцевые хромосомы и эписомы (см. гл. 8). Помимо этого, как было
показано в 1-й части книги, существенную роль играют рекомбинационные
процессы между последовательностями ДНК в схожих, или гомологичных,
хромосомах.
В этой главе основное внимание будет уделено молекулярным механизмам
процессов, связанных с рекомбинацией ДНК. Эти процессы можно разделить на
три категории: общая рекомбинация, которая происходит между гомологичными
последовательностями ДНК; сайт-спе-цифическая рекомбинация, затрагивающая
молекулы ДНК, характеризующиеся ограниченным структурным сходством, и так
называемая незаконная рекомбинация, в которую могут вовлекаться молекулы
ДНК, не имеющие никакого структурного сходства.
Экспрессия генетического материала
Общая рекомбинация
Общая рекомбинация, протекающая между гомологичными молекулами ДНК или
гомологичными хроматидами в мейозе, широко обсуждалась при изложении
материала предыдущих глав, поскольку это явление лежит в основе
генетического картирования. Протекание рекомбинационных процессов между
гомологичными ДНК характеризуется очень высокой точностью, обусловленной
точным спариванием оснований нуклеотидных последовательностей, вступающих
в рекомбинацию родительских цепей ДНК.
На рис. 14.1 проиллюстрированы наши сегодняшние представления о
последовательности событий, приводящих к возникновению рекомбинантных ДНК
из двух родительских молекул ДНК. В первой серии изображений (рис. 14.1,
А-Г) показан процесс обмена одноцепочечными участками между родительскими
двухцепочечными молекулами ДНК, который сводится к образованию структуры
креста. После образования такой структуры центр ее может перемещаться
вдоль спаренных цепей ДНК подобно замку застежки "молния". При этом
происходит размыкание водородных связей между комплементарными
основаниями внутри одной родительской молекулы ДНК и замыкание
соответствующих связей между основаниями цепей из различных родительских
молекул ДНК. Этот процесс может приводить к образованию протяженных ге-
теродуплексных участков в обеих родительских молекулах ДНК (рис. 14.1,
Д). Благодаря возникновению гетеродуплексов обеспечивается высокая
точность взаимодействия гомологичных участков ДНК. Образование такой
крестообразной структуры, или структуры Холлидея, было впервые
предсказано в 1964 г. Робином Холлидеем, исходя из генетических данных по
изучению генной конверсии (этот процесс рассмотрен ниже). Структуру
