Айала, Кайгер - Современная генетика - т.2 (947305), страница 33
Текст из файла (страница 33)
Формирование гетеродуплексных ДНК может сопровождаться (А) нли не сопровождать- ся (Б) рекомбинацией фланкирующих маркеров. Постмейотическое расщепление без репара- ции неправильных нуклеотидных пар приводит к возникновению аберрантных веков с распределением 4:4. (1) Изображены также тетрады, возникаюгцие при реализации неко- торых вариантов репарации (11-17). 14. Рекомбиипция 1 5' 3' Т С Т А и 3' 5' х Конверсия в свате 1 (3АТ:1СС) с образованием хроматиды с кажущнмса двойным лерекрещом 5' Т С 3 х Т С у 3' двойная конверсия в сзйтзх 1(3ят ! сс) и 2 (3 ОС: 1 ТА) с сохранением двух хроматкд с еддннчными перекрестамн Отсутствие конверсии в каком-либо сайте (2:2) с образованиемдвух хромаищ с кажущимся двойным перекрестом Отсутствие конверсии в каком. либо сейте (2:2) с сохранением двух хроматид с епиннчнмми перекрестамн по «горизонтальной оси» приводит к образованию продуктов, нерекомбинантных по фланкирующим маркерам, но содержащих гетеродуплексные участки ДНК.
При расщеплении ипо вертикали» образуются рекомбинанты по фланкирующим маркерам, также содержащие гетеро- дуплексные участки. Если оба варианта расщепления структуры Холлидея равновероятны, то генетический обмен в половине случаев будет сопровождаться рекомбинацией фланкирующих генетических маркеров. Конверсия в сайте 1(3АТ:! СО) с образованием одной хроматнды с кажущимся тройным перекрестом и сохранением одной хроматиды с единичным перекрестом 5' 0 А х Т С У 3 ч 5' 3' Т С Т 3' 5 5' Т С 3' х т С у 3', 5' С ..Т' Двойная конверсия в сватах 1(ЗАТ; !СО) и 2(ЗОС:1ТА) с образованием хроматиды с кажущимся двойным перекрестом 5' 3' О А х т С 5' Экспрессия генетического материала 146 В первом приближении это предположение нашло подтверждение в рассмотренных опытах по изучению генной конверсии. Напомним, что половина всех наблюдаемых генно-конверсионных событий в покусе агд4 сопровождалась рекомбинацией фланкирующих маркеров.
Это можно рассматривать, как генетическое подтверждение процесса изомеризации структур Холлидея !рис. !4.1,Ж, 3) и дополнительное указание на то, что структуры этого типа выступают в качестве интермедиатов при генетической рекомбинации у эукариот. В действительности «горизонтальное» расщепление структуры Холлидея, не сопровождающееся рекомбинацией фланкирующих маркеров, но приводящее к закреплению гетеродуплексных участков в дочерних молекулах ДНК, проявляется подобно двойному кроссинговеру и характеризуется высокой отрицательной интерференцией даже в отсутствие репарации неправильных пар нуклеотидов (см.
первую диаграмму на рис 14.9,Б). Данные, приведенные в таблице 14.1, отражают процессы гетероаллельной конверсии, наблюдаемые в веках, образуемых четырьмя различными диплоидными генотипами Басс)яаготусеа сеген!л)ае, каждый из которых гетерозиготен по каким-либо двум из четырех гетероаллелей, отмеченных на генетической карте (рис. 14.8). Кроме того, каждый из диплоидов гетерозиготен по фланкирующим маркерам, Конвертн- Число Фланхнруюруемыс конверсий щне маркеры аллелн 3: ! плюс 1:3 Генотип егй4 Днплонл Чнсло асхов Число конверсий, сопровождаюпщхся рехомбннапней фланкирующих маркеров ре11 — 17 ВЕ34 4 — Йг! рег! — Йг) рег! — 17 !7 4 — !7 2 42 5 1 19 3 1 ВЕ140 2+ +17 2 — Йг! рег! — Йг1 рес! — 2 3 14 1 !7 2 — 17 1 7 28 3 Х841 ! 14- 4-2 367 ! — тнт! ре!1- - Йг! с — 2 8 8 2 14 19 2 11б Х901 1 — !Ьт! с — Йг1 3 4 73 б 5 140 2 1-2 1717 Всего По Иегп О., Еоее! $., Мотаемс Я.
(!972). Ртос. Нас, Асад. зщ) 08А, 69, !О!. Табанил 14.1. Связь генной конверсии в покусе огд4 с рекомбннаиней фланкирующих маркеров 147 14. Рекомбинация Твблиив !4.2. Ожидаемая и наблюдаемая частоты совместной конверсии в дрожжевом гене вгй 4 Пары тетеровллелей Частота еливвчвой ковверсвк Частота совместной «оивврсии Олив«ем«я и«блюд«ем«я (4) 0,0012 (!7) 0,061 (1) 0,010 (2) 0,041 (2) 0,002 (17) 0,013 4н!7 0,00073 0,00041 0,0072 1н2 0,050 0,00003 0,051 в частности рег1 и г)««1„за рекомбинацней которых при мейозе можно вести наблюдение. Например, диплоид В«.34 характеризуется наличием маркеров агд 4-4 н г)««1 на одной и рег1 и агу 4-17 на другой гомологичной хромосоме: + агд4-4 + г)««1 рег1 + агд4-17 + Для 690 асков, образуемых этим диплоидом, наблюдалось восемь случаев конверсии агу4-4, семь из которых сопровождались рекомбинацией маркеров рег! и агу 4-17, фланкирующих агд 4-4.
В приведенных данных не делается различий между конверсией от агд4-4 к дикому типу и конверсией от дикого типа к агд 4-4, обнаруживаемых в асках с распределением аллелей 1;3 и 3:1. Кроме того, были зарегистрированы 42 случая конверсии агд4-1?, из которых 19 сопровождались рекомбинацией фланкирующих маркеров агу 4-4 и г)««1. И наконец, в 5 случаях наблюдалась двойная конверсия агд 4-4 и агд 4-17, при этом в 3 случаях имела место рекомбинация фланкирующих маркеров рег1 и га«1. В таблице !4.1 аналогичным ' образом представлены также результаты, полученные при изучении конверсии для трех других днплоидов. На основании данных, приведенных в таблице 14.1, можно сделать три важных заключения.
Во-первых, около половины (73/140) всех конверсионных событий связаны с рекомбинацией фланкирующих маркеров. Во-вторых, конверсия представляет собой замену одного исходного аллеля на другой, участвующий в скрещивании. Так, аллель агд 4-4 дикого типа переходит при конверсии в мутантный аллель агд4-4, а мутантный агд4-4 — в соответствующий аллель дикого типа. То есть конверсия не является случайным событием в том смысле, что не приводит к конверсии одного гетероаллеля в другой произвольный аллель. И в-третьих, соконверсия двух гетероаллелей прн скрещивании происходит чаще, чем этого можно было бы ожидать от двух независимых событий. Так, частота конверсии для агд 4-4 составляет 0,01 2 (81690), а для агд 4-17 — 0,061 (421690).
Если бы два этих события были совершенно независимы, то частота совместной конверсии составляла бы 0,00073 (0,012 х 0,061). В то же время наблюдаемая частота совместной конверсии этих маркеров в действительности достигает 0,0072 (57690). Этот н аналогичные ему расчеты, сделанные на основании данных таблицы 14.1 для других пар гетероаллелей агу4, приведены в таблице 14.2. Образование структур Холлидея у эукариот Согласно модели Холлидея, образование одноцепочечных разрывов и рецнпрокный обмен цепями (рис. 14.1,Б — Д) приводят к формированию симметричных гетеродуплексных участков ДНК у обоих партнеров, участвующих в обмене. В то же время анализ аберрантных асков, возникающих у некоторых видов грибов, указывает на то, что довольно часто гетеродуплексные участки ДНК при скрещивании образуются только у одного из партнеров.
В качестве примера рассмотрим трехфакторное скрещнвание между двумя штаммами АгсоЬо(из, при котором наблюдали за конверсией маркера т в асках, нерекомбинантных по фланкирующим маркерам а и Ь. Модель Холлидея предсказывает образование с одинаковой частотой двух типов аберрантных асков 5:3 (рис. 14ЛО), возникающих за счет случайно! о выбора одной из двух цепей ДНК партнеров в качестве Одна гегеропупаекснаа хромагада Наблюдаемое чдоп о = 53 А ° в А В!В дае гегеродупаекспые хромагады А ° В в + в Наблюдаемое ч осло = ! А ° В А ° В А ° В а м ь АВВ а афЬ а !й Ь а й Ь а й Ь Рнс. 14.!О. Аберрантные аскн типа 5+;Зш н 3+: 5ш, образующиеся при скрещивании ме- жду штаммамн АасоЬо!ш, несущими раз- личные аллели окраски спор ( + 1ш) и флан- кирующих маркеров А)о и В)Ь.
Показаны только асан, нерекомбннантные по фланки- рующим маркерам. Для упрощения вместе сгруппированы аоки типов 3 т: 5ш и 5 ч- +; Зш, что позволяет подчеркнучь принци- пиальные различия между двумя возможны- Экспрессия генетического материала ми вариантами образования готероду- плексных ДНК в ходе обмена (симме- тричный — слева н асимметричный — справа).
Полагают, что распределение неправильных нуклеотядиых пар, вовлеченных нлв иевовле- ченных в процесс репарации, лля хроматнд н аллелей является случайным. (По ВгаА)ег 13.В., Томе А.М., 197!. Пепецса, 68, 401-413.) 14. Рекомбикацил 149 Рис. 14.11. Модель Ме- зелсона — Рэддинга. Ре- комбинация начинается с образования одноце- почечного разрыва в ДНК одной хрома- тиды, за которым сле- дуют репарационный синтез и вытеснение соответствующей цепи (А). Вытесняемая цепь внедряется в структуру двойной спирали парт- нера, образуя петлю (Б). Вытесняемая при этом цепь ДНК парт- нера подвергается дег- радации.
Вслед за этим конец внедрив- шейся цепи соединяет- ся ковалентно с кон- цом, образовавшимся при деградации петли. В ДНК первого парт- нера продолжается ре- парационный синтез, приводящий к образо- ванию асимхгетричного гетеродуплекса (В). Изомеризацня приво- дит к образованию структуры Холлидея (1), а перемещение области перекреста по- рождает симметричные участки гетеродуплекс- ной ДНК в обоих партнерах (Д). Разре- шение структуры Хол- лидея при расщеплении в области перекреста может заверпаться ре- комбинацией фланки- рующих маркеров (Е) или сохранением типа сцепления, характерно- го для родительских молекул ДНК.
(По Мееейоп М.Я„Ка441пд С.М., 1975. Ргос. Наг. Асаг). Вой (3ВА, 72, 358-361.) А Б а А Е т 150 Экспрессия генетического материала мишени для репарации, а также за счет того, что некоторые неправильные пары нуклеотидов остаются нерепарированными. Только при выполнении последнего условия возможно возникновение веков с распределением 5: 3.
Экспериментальные данные, отраженные на рис. 14.10, указывают на значительную неравномерность в возникновении двух типов асков 5; 3. Эти и другие данные свидетельствуют о том, что во многих случаях рекомбинация не начинается с реципрокного обмена цепями. Для интерпретации асимметричности в обмене цепями были предложены две различные модели.
Каждая из них связана с образованием структуры Холлидея. Различия между ними обусловлены главным образом различиями в предполагаемых способах образования этих структур. Модель Мезелсона — Рэддинга (рис. 14.1!) основана на предположении об образовании одноцепочечного разрыва в ДНК одного из партнеров.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
