Льюин (Левин) - Гены - 1987 (947308), страница 137
Текст из файла (страница 137)
В дальнейшем изменения между тандемно повторяющимися последовательностями аб накапливались, и образовывались отдельные четвертьн полуповторы, существующие в настоящее время. Степень дивергенцнн между существующими сейчас участками, составляющими одну восьмую часть повтора, рав- 19 няется (.. -) !00= 61;ж 31 В канонической последовательности можно выделить три сходные последовательности размером по 9 п.н.
(Не следует забывать, что нуклеотидная последовательность сателлитной ДНК непрерывна; поэтому, чтобы установить нуклеотидный состав канонической последовательности, можно рассматривать ее как структуру с циклическими перестановками, как это показано на рисунке присоединением последнего триплета ОАА к первым шести нуклеотидным парам.) Если в одном из повторов наиболее часто встречающееся основание заменить в двух положениях на слелующее по частоте встречаемости, то мы получим три близкие последовательности длиной 9 п.н.
Это предположение, которое можно сделать относительно исходного состава сателлитной ДНК. На рис. 24Л приведены данные по непосредственному определению канонической последовательности, при котором обнаруживается, что существующая в настоящее время нуклеотндная последовательность сателлитной ДНК, по-видимому, произошла от рассмотренной после- Рис. 244. Прн расположении одного под другим фрагментов, составляющих одну восьмую часть повтора, обнаруживается, что кажлый четвертьповтор состоит нэ и- и ()-половим.
В каждом положенан канонической последовательности расположено наиболее часто встречающееся в этом месте нуклеогидное основание. В составе «предковой» последовательности имеются трн фрагмента размером 9 и. н., облалаюшне большим сходством с канонической последовательностью, которая могла быть предшественником и- н й-елянвц.
24. Организация простых последовательностей ДНК 305 цня трех расположенных рядом фрагментов вместе с исходной гипотетической нуклеотидной последовательностью, приведенной на рис. 24.6, н образовался тандемный повтор размером 27 п.н. В этой структуре происходили мутации, в том числе и такие, когда в один из фрагментов встраивался дополнительный остаток С, тогда как в соседнем происходила вставка триплета (неизвестного нуклеотидного состава). Такая пара повторов, составляющих теперь вместе в длину 58 п.н., подвергалась скачкообразной реплнкацин, в результате чего образовался сателлит, состав которого можно обозначить как (6)3)„. И снова происходит накопление точковых мутаций, делений и вставок в сателлитной ДНК, приводя1цее к возникновению различий между входящими в ее состав повторяющимися единицами.
Две расположенные рядом пары участвуют в следующей скачкообразной репликации с образованием повторяющейся единицы (па)),пере) размером 116 п.н. В результате дальнейших мутаций пара расположенных рядом единиц амплифицировалась с образованием существующей ныне сателлитной ДНК. Различия в существующей в настоящее время повторяющейся единице сателлитной ДНК Свойства сателлитной ДНК объясняются строением типичной последовательности мономерного фрагмента, получаемого при расщеплении сателлита мыши рестриктазой Кап.
При расщеплении рестриктазой обнаруживается самая длинная повторяющаяся единица размером 234 п.н. Единица реассоциацнн отдельных цепей денатурированной сателлитной ДНК вЂ” это, по-вндимому, полу- повтор размером 1!7 п.нн поскольку фрагменты размером 234 п.н. могут реассоциировать как полностью, так и наполовину (в последнем случае первый полуповтор олной цепи ренатурирует со вторым полуповтором другой цепи). Наиболее распространенные фрагменты олигонуклеотидного гидролизата, составляющие 4;~„от общего количества ДНК,— зто ОА,ТОА, ОАЯТОА и ОАЯСТОА, каждый из которых может быть обнаружен во фрагменте размером 234 п.н. н обладает сходством с предполагаемой родоначальной единицей. До сих пор мы рассматривали существующую в настоящее время сателлнтную ДНК так, как будто она состоит из идентичных копий повторяющейся единицы размером 234 и.
и, Хотя эта единица и составляет основную часть сателлитной ДНК, обнаруживаются также и ее разновидности. Некоторые из них распределены в сателлитной ДНК случайно, другие организованы в виде кластеров. Существование разновидностей повторяющейся единицы подразумевалось, когда мы называли исходный материал для анализа нуклеотидной последовательности сателлитной ДНК кмономерным» фрагментом. При расщеплении сателлитной ДНК ферментом, для которого имеется один сайт рестрикции в последовательности размером 234 п. нн образуются также димеры, гримеры н тетрамеры, обладающие сходством с последовательностью размером 234 и. н. Это происходит, когда повторяющаяся единица в результате мутации утрачивает сайт рестрикции.
Мономерная единица размером 234 и.н. образуется в том случае, когда каждый из двух соседних повторов 20- П02 1 2 3 Я 9 9 7 В 9 ~'. ь.:;,:. 6 6 А А т А т 6 а с 6 А а А д А А С Т а А д А А т с А с а а д А А А т а д а А А А т* с А с т т т А а а А с 6 т а А А А т А т а 6 с а А а ад А А А с т а д А А А А а а т а а А А А д т т А а д А д т* с А с т а т А 6 а А с 6 т а а д А т А т а а с А А а А А А А С Т а А д А А т с А т а а А д А А т а А а А А А с* с А с т а А с а А с т т а А д А А А т а А с а А А А т с А с т А А А А А А с а т а А А д А А т а д с т "укееывает на включение триплета нуклеотидов в 22.поеледовательнаать а А А д т' с д а А А Основание С в положении 1О— дополнительное аенование в а-лоеледоватепь- ности 620 А10 А21 А20 А12 дп Те ап де т, с, д, с, т„ с, Рис.
20.7. Наличие полной канонической (обобщенной) последо- вательности можно показать, записав вуклеотпдпмй состав са- теллптной ДНК в виде повторяющихся фрагментов размером 9 и. н. имеет сайт узнавания фермента. Димер возникает, когда одна единица утратила сайт узнавания, гример — когда две соседние единицы утратили этот сайт, н т.д. При обработке рестриктазами Есойн илн Бап961 основная часть сателлитной ДНК расщепляется на рял групп таких повторяющихся единиц, как показано для ДНК, изображенной на рис. 24.9.
Уменьшающееся число димеров, тримеров и т.д. указывает на то, что повторы, нз которых в результате мутации исчез сайт узнавания фермента, распределены в сателлитной ДНК случайно. Часть Ч1. Кластеры сходных последовательностей ДНК 306 Повтор разме- ром 9 п.и. Повтор разме- ром 27 п,н.
ация Повтор разме- ром 68 п.н. Повтор разме- ~ ром 68п.н. а В а В а В а Мутации Гас Вс аб Фб 1 ае ~ ~ с ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ с ~ ~ ~ ~ а ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ В 4 ~ а е Сначкоабразная реппикация ба Ва аь Фь Повтор разме- ром 1 16 и. н, Мутации ао Вс аб Фб аб Вб Амппификация фрагмента размером 234 п.н.
с образованием аущзствующей в настоящее время оатзппитной ДН К Рис. 24ВА Эволюция сатсллитиой ЛНК мыши могла осуществляться путем чередования скачкообразной рецликвции и накопления мутаций. Роль неравного кроссинговера Некоторые рестриктазы по отношению к сателлитной ДНК ведут себя иначе. При обработке этими ферментами образуются последовательности одного и того же размера. Но они расщепляют только небольшую часть ДНК, скажем 5 — 10; . Из этого следует, что повторяющиеся единицы, имеющие такой специфический сайт рестрикции, сосредоточены в определенном участке сателлипюй ДНК.
По-видимому, все группы повторов в этом домене произошли от родоначальной последовательности (утратили его в результате мутации). В случае неповторяюшейся ДНК рекомбинация осуществляется между точно соответствующими друг другу точками двух гомологичных хромосом; при этом образуются реципрокные рекомбинантные хромосомы; в общих чертах мы обсудили это в гл. 1 и детально рассмотрим на молекулярном уровне в гл.
35. Точность спаривания обеспечивается тем, что две последовательности двухцепочечной ДНК выстраиваются точно одна против другой. Мы знаем, что неравная рекомбинация Рис. 249, При расщеплении сатслпитиой ДНК мыши растрикщзой Есойн обнаруживаются грузгпы повторяющихся единиц (1, 2, 3), представляющие собой мультимсры фрагмента размером 234 и.
и., а также исбальшио группы 1')„! '7з, 2 '/з) включающие цолуповторы (см. ниже). Пик, находящийся далеко слева, соответствует фракдии, устойчивой к действию рестриктаз. 24. Организация простых последовательностей ДНК 3О7 может осуществиться при наличии множества копий генов со сходными экзонами, даже в том случае, если их фланкирующие последовательности и интроны различаются (гл. 21). Это происходит вследствие неправильного спаривания соответствующих экзонов неаялельных генов. Можно представить себе, насколько чаще наблюдается неточное расположение цепей ДНК друг против друга в тандемных кластерах идентичных или почти идентичных повторяющихся последовательностей.
За исключением концов кластера, наличие взаимосвязи между следующими друг за другом повторами может даже сделать невозможным выявление точно соответствующих повторов. Рассмотрим последовательность, состоящую из повторяющихся единиц «аб» с концами «х» и «у». Если обозначить одну хромосому черным цветом, а другую красным, то при точном расположении «аллельных» последовательностей одна под другой они будут иметь следующий вид: хабабабабабабабабабабабабабабабабу хабабабабабабабабабабабабабабабабу Но предположим, что любая последовательность пб одной хромосомы может спариваться с любой последовательностью аб другой хромосомы. В случае неправильного расположения цепей ДНК, такого, как хабабабабабабабабабабабабабабабаб)г хабабабабабабабабабабабабабабабаб)г образовавшийся двухцепочечный участок будет не менее стабилен, чем при расположении спаривающихся последовательностей одна строго против другой, хотя, конечно, он будет короче.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
