Льюин (Левин) - Гены - 1987 (947308), страница 227

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 227)

Хотя в данном случае налицо физическая перестройка последовательностей, включающая разрыв и воссоединение )а не явления, характерпыс для транспозиции), однако сам механизм этого молекулярного процесса пока еще неизвестен. На рнс. 39.10. 39.12 схематически изображены три возможных варианта. Делеционная модель показана на рис. 39.10. Она предполагает, что один из Ч-генов непосредственно «сливаетсяи с одним из З-сегментов, Все, что находится между двумя взаимодействуклцими последовательностями, удаляется и, возможно, теряется.

Эти последовательности могут быть приближены одна к другой за счет спаривания между инвертированными каноническими последовательностями )разделенные цепи двухцепочечной молекулы при этом будут образовывать крестообразную структуру). Следует заметить, что в случае реципрокной рекомбинации, происшедшей в пределах канонических Рпс. 39,!П Канонические последовательности могут использоваться для сближения Ч- и Всогмонтов, образования разрыва с послолуюшлм воссоединением и удалением участка, расположенного между вямя.

последовательностей, область между Ч и 1 не была бы удалена, а продолжала бы существовать, но только в обратной ориентации. Следовательно, если спаривание канонических последовательностей приводит к делецииь то, вероятно, мы сталкиваемся с другим типом разрыва и воссоединения. Одна из возможностей заключается в том, что петля, образовавшаяся в результате спаривания нуклеотидов, будет отрезана у самого основания, а концы Ч- и 1-областей последовательно соединятся друг с другом. На рис. 39.11 представлена одна из возможных инверсионных моделей. До сих пор мы предполагали, что все Ч-гены находятся в той же ориентации, что и 1-сегменты, хотя, как именно происходит соединение этих областей, точно не известно.

Если какой-либо из Ч-генов находился в обратной ориентации, то при рекомбинации в результате инверсии промежуточного материала мог образоваться функциональный ген, что привело бы к соединению Ч с Е Если же часть Ч-генов находится в той же ориентации, что и 3, а часть — в противоположной, то в некоторых Я~ '.3 Я У ~~Я ~Я)))))) У!Чп '~)))) Ч С Рекомбинация Еьу БЬ««<'3 <(«««В ййь Е::::Э Рис.

39.1!. В данной модели рассматривается реакция соединения, в которой участвует Ч-гоа, ориентированный в противоположном направлении относительно 3-сегмента. Образование функционального Ч вЂ” 3 — С-гена может произойти в результате инверсии области между Ч и 1. многообразие антител 39. Как формируется 511 Некоторые возможные случаи аллельного исключения Ч1-У2-УЗ-У4 — — — ---Уп----- — — гб — гл- ~25И О Ч1 Ч. Ч3'Чл =Ч. — — -Лч-Эл-'2-гг Ч\-У2-ЧЗ-Ч4 — — — — — Уп-- — — ---Лбгл-Ч4- — — — -Чп-- — — — —,15-14-Э2-Л С Потенциальные У.гены случаях соединение Ч вЂ” 2 сопровождалось бы делециями, тогда как в других случаях они сопровождались бы инверсиями. Модель неравного кроссинговера показана на рис.

39Л2, Она предполагает неравную рекомбинацию между сестринскими хроматидами (рецлицированнымн копиями гена). (В этой модели роль канонических последовательностей остается неясной.) В результате рекомбинации в одной из хроматнд образуется функциональный ген; его образование сопровождается делецией участка между рекомбинирующими Ч- и л-сегментами. У другой хроматиды область между Ч и л дуплицирована. Прн этом Ч- и С-гены по обе стороны от необычной дуплицнрованной области способны к дальнейшей рекомбинации. Две хроматиды при митозе расходятся в дочерние клетки. Обе модели, делецнонная и неравного кроссинтовера, предполагают одинаковую структуру активного гена, однако судьба потомства тех клеток, в которых произошли делеция и рекомбинация, различна. По делеционной модели все потомки такой клетки несут делецию.

Модель неравного кроссинговера подразумевает, что половина потомков имеет делецию, а другая половина содержит потенциально активную дупликацню. Для выяснения истинной ситуации следовало бы провести генеалогический анализ клеток, в которых произошла рекомбинация. Инверсионная модель несколько отличается от двух предыдуших; она предполагает, что материал между Ч- и С- генами остается в инвертированной области. Каждая Ч вЂ” )- (или Ч Г) — 2) рекомбинация происходит только один раз.

В данном лимфоците в результате перестройки соответствующего типа образуются один ген легкой н один ген тяжелой цепей. Поскольку в таком событии участвуют гены только одной из гомологичных хромосом, другой аллель в этой клетке не экспрессируется. Это явление получило название аллельггога исключения, Существование аллельного исключения вносит определенные трудности в анализ процесса соматической рекомбинации. Проба, которая гибрндизуется с перестроенным участком одной из гомологичных хромосом, рис ЗУЛ2.

Неравный хроссннговер между сестринскими хроматидами может привести к возникновению рекомбанаитов двух типов; один иэ них должен содержать функциональный ген. будет также выявлять аллельную последовательность на другой хромосоме. Следовательно, мы вынуждены анализировать совместно разные события, происходящие с двумя гомологичнымн хромосомами. Однако обычно наблюдаемую картину перестройки активного гена можно интерпретировать как делецию материала между рекомбннирующимн Ч- и С-локусамн. Иногда в функционирующей клетке обнаруживаются оба типа организации данного гена: эмбриональный и перестроенный. В таких случаях мы считаем, что перестройка последовательностей гена произошла на одной из хромосом, в то время как другая осталась неизмененной.

Реорганизация последовательностей ДНК могла происходить либо путем делеции, либо путем неравного кроссинговера. В некоторых клеточных линиях обе хромосомы перестраиваются независимо. В ряде случаев материал хромосомы между рекомбинирующими 'Ч- и С-геиами полностью утрачивается клеткой.

Наиболее простое объяснение этому-независимые делеции, происходящие в каждой из гомологичных хромосом, но причиной может быть и неравный кроссинговер. В тех случаях, когда эмбриональный тип организации отсутствует в обеих гомологичпых хромосомах, можно считать, что только в одной из них произошла продуктивная перестройка, приведшая к образованию функционального гена. Перестройка в другой хромосоме не будет продуктивной, и, хотя здесь возможно несколько вариантов, ни в одном нз ннх последовательность гена не является функциональной и не может экспрессироваться в иммуноглобулиновую цепь. Если при перестройке произошел сдвиг по тем нуклеотидам, которые участвуют в соединении генных компонентов, то структура образовавшегося гена на первый взгляд может не отличаться от нормальной. Заметны болыпие неправильные перестройки двух типов: либо реакция соединения прошла не до конца н ген только частично перестроился, например )л соединился с.), но остался непрнсоединенным к Ч, либо неправильные перестройки появляются в случае рекомбинации по участкам, отклоняющимся от нормальной канонической последовательности.

Так, например, известен случай, когда Ч„-ген присоединяется к участку интрона между кластером уи- и С„-геном; при этом образуется псевдоген, который не содержит 2-сегмента. нийункциональный (аберрлнтный1 учлоток потенциальный с.ген образовавшийся в результате делении области между Ч н 3, а у другого эта область будет дуплицирована. 512 Часть Х. Динамичность генома: постоянное изменение ДНК Непродуктивные перестройки часто происходят в миеломах и в плазмацитомах. Согласно стохастической модели, они типичны не только для опухолевых клеток, а отражают общую картину перестройки последовательностей ДНК. В каждой клетке первоначалыю присутствуют два покуса, конфигурация которых соответствует эмбриональной и обозначается как 1ц'.

Любой из этих покусов может перестроиться и образовать продуктивный ген 1цч или непродуктивный 1ц . В том случае, если перестройка оказалась удачной, синтез функциональной цепи не позволяет другому аллелю перестраиваться. Активные клетки имеют генотип 1ц«Дц+. Если перестройка непродуктивна, то образуется клетка 18»)18 . Однако это не служит препятствием для перестройки другого аллеля, характерного для клеток зародышевой линии. Если эта перестройка продуктивна, клетка, образующая иммуноглобулин, имеет генотип 18+ Дц . И в этом случае образование активной цепи подавляет возможные дальнейшие перестройки.

Непродуктивные перестройки обоих аллелей приводят к образованию клеток 1ц 118 . (Возможность существования таких клеток следует из стохастической модели.) Вероятно, в некоторых случаях клетка с конфигурацией аллелей 18 !18 все же может предпринять попытку дальнейшей перестройки. Так, в некоторых случаях наблюдаемые образцы ДНК могли образоваться только в результате последовательных перестроек.

Характеристики

Список файлов книги