С.Г. Инге-Вечтомов - Генетика с основами селекции (1117682), страница 28
Текст из файла (страница 28)
Кроссинговер на участке у — Бл должен приводить к гомозиготизации только по у. Поскольку у расположен дальше от центромеры, гомозиготизация по у должна происходить чаще, чем гомозиготизация по обоим генам. Этот принцип используется прн генетическом картнрованнн у некоторых грибов, у которых существует днплондная стадия„но утрачена способность к мейозу (подробнее см. гл. 8).
7.4. Предпосылки молекулярной модели кроссинговера Как уже отмечалось, попытка объяснить появленне кроссоверных классов только на основе гипотезы конверсии, т. е. взаимопревращения аллелей в днгетерознготе, оказалась несостоятельной. Реальность рецнпрокных обменов была доказана прн цито- генетическом изучении кроссннговера (см. 7.1).
Гипотезу конверсия, казалось бы, опровергают данные тетрадного анализа: регулярное расщепление (2:2) для каждого нз исследуемых генов. Действительно, эта иллюстрация правила чистоты гамет опирается на наиболее частые варианты тетрад. Сенсационным стало открытие К. К. Лнндегрена (!949), описавшего отклонения от нормального (2:2) расщепления в тетрадах днплондного гибрида дрожжей 5ассй. сегепиае, гетерознготного по А!)Е2/ги(е2. Наряду с тетрадамн 2А1)Е2: 2 аАе2 изредка встречалнсь тетрады с соотношением 3 АВЕ2: 1 айе2 н 1 АРЕ2: 3 аг)е2. Для объяснения этого явления К. К.
Лнндегрен возродил гипотезу конверсии Х. Винклера. В дальнейшем было показано, что у дрожжей конверсия по различным генам — обычное явление, встречающееся с частотой около 1~~;. Как правило, наблюдается равенство частот тетрад ЗА: 1а н 1А: За. Конверсия была описана н у других грибов, например Жеигозрога сгаиа, 5огг)аиа Дписо1а. Прн этом у ннх были получены не только октады с соотношением бА:2а нлн 2А:ба, аналогичные тетрадам дрожжей с расщеплением ЗА: 1а н 1А: За, но н октады с соотношением 5:3 (н 3:5), поначалу казавшиеся загадочнымн. Появление этих странных соотношений можно было объяснить, только предположив, что у некоторых гаплондных продуктов мейоза происходит рас1цепленне в последующем мнтотнческом делении — так называемое постмейотическое расщепление.
Если конверсию изучают в полнгетерознготах по ряду сцепленных маркеров, можно наблюдать корреляцию между конверсией по какому-либо маркеру н рецнпрокной рекомбннацней по фланговым маркерам, т. е. по маркерам, расположенным слева н справа от участка конверсии. С. Фогель, Р. Моргнмер н Д. Херст изучили 11023 тетради дрожжей, среди которых обнаружнлн 907 случаев конверсии (конвертантных тетрад) н убедились, что в 445 нз ннх (49,1'/ ) одновременно с конверсией произошла )теципрокная рекомбинации (кроссннговер) по фланговым маркерам, т. е.
практически в половине случаев конверсия сопровождалась кроссннговером. Таким образом, связь этих событий не случайна. Исследователи получили доказательство тою, что кон- 157 Я Б Рис. 7.10. Различные схемы механизма выборочного копирования (по Кушеву, 19711. Я -- образование рекомбинантной хромосомы по гипотезе частичных реплик1  — выборочное копирование части хромосомы;  — рсципрпкное перекшочсние реплик, обеспечивающее кроссинговер; à — разрыв н копи- рование.
Д Б, В: сплошные линии — дзунитеим» молекулы ДНК, пунктирные — их копии при допущении консервативной реплнкацин. Г: антипараллельные нити ДНК (+ и — 1 изображены сплошным» и пунктирными линиями. Стрелки— направление репликзции версия не приводит к появлению новых аллелей, а только нарушает соотношение родительских аллелей при расщеплении некоторых тетрад. Это заставило предположить, что конверсия происходит вследствие копирования одной аллели за счет другой. Здесь уместно вспомнить гипотезу Дж, Беллинга, возрожденную в 50-х годах А. Херши и Дж. Ледербергом, о выборочном копировании, или копировании со сменой матриц йрименительно к' репликацйй и рекомбинаций геномов бактериофагов и бактерий.
Согласно этой гипотезе репликация частично может происходить по матрице одной, а частично по матрице другой (гомологнчной) молекулы ДНК (рис. 7.10). По-видимому, этот механизм возможен только для рекомбинации на очень коротких участках, поскольку в противном случае зто будет противоречить полуконсервативному механизму репликации ДНК (см. гл. б). На участие матричного процесса (репликации 7 ) в ходе кон- 153 версии указывают и данные по совместной конверсии сразу двух тесно сцепленных мутаций. Например, в тетрадном анализе ди- гетерозиготы дрожжей: „могут быть получены тетрады как с а + ь аномальным расщеплением по каждому из маркеров: а+ а+ а+ а+ а+ ++ аЬ а+ Ь и + Ь или + Ь и ++ +Ь +Ь +Ь +Ь, так и с аномальными расщеплениями по обоим маркерам: а+ а+ а+ +Ь а+ нли+Ь +Ь +Ь.
Это явление и получило название совместной конверсии или коконверсии. Могут быть получены и тетрады — результат реципрокной рекомбинации: а+ ++ а Ь + Ь. Правилом является то, что случаи коконверсии встречаются на кор!)тких расстояниях между а иЬ (около 1~~ рекомбинации), причем чем ближе располагаются а и Ь, тем чаще коконверсия и тем реже реципрокная рекомбинация. Существование коконверсии показывает, что конверсия захватывает некоторый участок генетического материала. Здесь следует напомнить так называемую высокую отрицательную интерференцию (см. гл. 5). Явление, которое трактовали как стимулирование одного реципрокного обмена другим, также наблюдается на очень коротких генетических расстояниях, например в 1У хромосоме;О, те1алоЛаз(ег, имеющей рекомбинационную длину всего 3,0/.
Появление в полигибридных скрещиваниях множественно-рекомбинантных сегрегантов по очень тесно сцепленным маркерам дает величину коинциденции с Ъ 1, и интерференция (1= 1 — с) в таком случае приобретает отрицательное значение. Подобные рассуждения справедливы только в случаях с реципрокной рекомбинацией — кроссинговером. Кажущееся совпадение нескольких рекомбинационных событий на коротких расстояниях — результат конверсии, что улавливается только ! 59 при тетрадном анализе.
Например, прн расщеплении тригетерозиАгс готы — могут появиться тетрады: алг АЬС АЬС АВС или АЬС аВс аВс аВс с конверсией по среднему маркеру В/Ь. Прн рассмотрении случайной выборки гамет при генетическом анализе высших эукариот, например при анализирующем скрещивании, появление потомков АВС и аЬс создает впечатление неслучайного совпадения обменов на участках А — В и  — С при тесном сцеплении всех маркеров и редком появлении одиночных рекомбинантов на участке А — С.
В действительности это результат конверсии, илн нереципрокной рекомбинации, а так называемой высокой отрицательной интерференции не существует. 1.5. Молекулярный механизм кроссинговера Современные представления о молекулярном механизме кроссинговера в основном сложились в 60-е годы нашего столетия. При этом с учетом особенностей молекулярной структуры ДНК как носителя генетической информации более детально разработана гипотеза «разрыв — воссоединением Кроме того, предложенные модели удовлетворительно объясняли те результаты генетического анализа, которые были рассмотрены в предыдущем разделе. Наибольшую известность приобрела модель Р. Холлидэя. Рассмотрим эту схему рекомбинации между двумя из четырех хроматид бивалента (рис.
7.11). На рисунке показана рекомбинация только между двумя хроматидами. Еще две хроматнды остаются интактными, однако при рассмотрении конечного результата — расщепления в тетрадах — их также необходимо учесть. АВС и аЬс — три тесно сцепленных маркера, судьба которых прослеживается на протяжении всего процесса рекомбинации. Стрелки символизируют антипараллельные цепи ДНК. Для рассматриваемой схемы очень существен учет полярности цепей. Весь процесс инициируют два однонитевых разрыва в нитях одинаковой полярности.
На рис. 7.11, А они показаны в гомологичных точках, однако, как будет ясно далее, этот момент не имеет принципиального значения. Разрывы могут быть и не строго гомо- логичны. На первом этапе молекулы ДНК, вступающие в рекомбинацню, образуют гибридные участки — так называемые гетеро- дуплексы, в которых одна цепь происходит от одной молекулы, а другая — от другой (рис. 7.11,Б). Это лолухиазма. На сле- 160 А Ь С А Ь л Ь с а 8 с А Ь С А 8 С д с а В с с: =."::; ь байк:=:зим и~мире в л,щщ —:Х~', л Ф мущн ддщшащ С: -:: ~ф» щ~нахь азий==::--л <,'--йВйуйй Е--чйййбфЬ Иййййр1)~ «фаей И::Л А Ь С А Ь с а Ь С а В с А Ь С 8 с д а В С а В с Рис. 7.11. Схема кроссннгписра, нредмикенгзак Р. Холлидеем 1Нп))и)ау, )цбб), Необходима иметь в виду, чпз нв схеме на стадиях А ..
Г УГ*) показаны только две хроматнды из четырех — две двунитевме моле- кулы ДНК, «ступающие и реквмбиивцию. Две другие «роматнды, ~с вступающие в рскомбииацию, не ~заказаны. На стадии )) (ЬУ) расщщимнис в тетрадвк с учетом всех четырех хрсматид, «ак нака- заинык, так и не юказаииы» иа предыдущих стадиях.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
