Современная генетика. Том 2 - Айала Ф.
ISBN 5-03-000495-5
Скачать (прямая ссылка):
продолжается репарационный синтез, приводящий к образованию
асимметричного гетеродуплекса (В). Изомеризация приводит к образованию
структуры Холлидея (Г), а перемещение области перекреста порождает
симметричные участки гетеродуплекс-ной ДНК в обоих партнерах (Д).
Разрешение структуры Холлидея при расщеплении в области перекреста может
завершаться рекомбинацией фланкирующих маркеров (?) или сохранением типа
сцепления, характерного для родительских молекул ДНК. (По Meselson M.S.,
Radding
С. М., 1975. Ргос.
Nat. Acad. Sci. USA,
72, 358-361.)
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 асков 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. 14.11) основана на предположении об образовании
одноцепочечного разрыва в ДНК одного из партнеров. В месте разрыва
инициируется репарационный синтез ДНК, при этом происходит вытеснение
одной цепи, которая в итоге вступает во взаимодействие с комплементарной
ей цепью ДНК другого партнера. Сопряженное протекание репарационного
синтеза одной цепи в двойной спирали ДНК "донора" и деградация
соответствующей цепи в ДНК "реципиента" приводят к возникновению
структуры Холлидея, содержащей гетеродуплексный участок только в
реципиентной ДНК. Модель Мезелсона-Рэддинга в сочетании с представлением
о статистической репарации неправильных нуклеотидных пар может объяснить
большинство результатов, полученных при изучении генной конверсии и
анализе аберрантного расщепления у грибов.
Модель двухцепочечного разрыва-репарации (рис. 14.12) предполагает
образование разрыва в обеих цепях с выступающими одноцепочечными концами
в молекуле ДНК одного из партнеров. Оба выступающих конца внедряются в
двойную спираль ДНК другого партнера. Репарационный синтез в обоих
партнерах приводит к образованию асимметрических гетеродуплексных
участков в реципиентной спирали. Разрыв в структуре донора закрывается,
при этом содержавшаяся на его месте информация полностью замещается на
ту, что содержится в соответствующей области ДНК реципиента. Образуются
сразу две структуры Холлидея, разрешение которых может привести (как и в
случае единичной структуры Холлидея) к возникновению конструкций, как
рекомбинантных, так и нерекомбинантных по фланкирующим маркерам.
Настоящая модель способна объяснить не только ряд уникальных наблюдений,
сделанных при изучении рекомбинации у дрожжей, но также и те явления,
которые с равным успехом интерпретируются в рамках модели Мезелсона-
Рэддинга.
Развитие методов генной инженерии привело к разработке системы
трансформации для дрожжей, что способствовало более глубокому изучению у
них механизма рекомбинации. Гибридные плазмиды, содержащие участки
дрожжевой ДНК с известными маркерами, клонированные на векторе Е. coli,
могут быть введены в клетки дрожжей. При этом может происходить
встраивание плазмидной ДНК в хозяйскую хромосому за счет рекомбинации
между гомологичными последовательностями хромосомы и участка дрожжевой
ДНК, входящего в состав плазмиды. При использовании плазмидной ДНК в
замкнутой кольцевой форме удается с заметной частотой отобрать
трансформированные дрожжевые клетки. В то же время введение
двухцепочечного разрыва в дрожжевую
14. Рекомбинация
151
Рис. 14.12. Модель "двухцепочечный разрыв-репарация". Возникновение
одноцепочечного разрыва в ДНК одной хрома-тиды инициирует деградацию этой
цепи с образованием бреши (А). Дальнейшее действие нуклеаз приводит к
образованию разрыва, а затем и бреши во второй цепи (Б). Рекомбинация
начинается с внедрения одноцепочечных концов в двойную спираль ДНК
партнера ДВ). В ходе репарационного синтеза закрываются бреши и
образуются два перекреста (Г). Правый перекрест разрешается за счет
разрыва во внешней цепи (показано стрелкой). Оставшаяся структура
Холлидея (слева) может быть разрешена при расщеплении в области
перекреста, приводящем к рекомбинации фланкирующих маркеров (Д) или к
восстановлению типов сцепления, характерных для исходных молекул ДНК (?).
В обоих случаях с каждой стороны от репарированной бреши возникают
асимметричные участки гетеродуплексной ДНК. (По Szostak J. W. et al,
1983. Cell, 33, 25-35.)
I
Б z_?_
-\
I
д
часть гибридной плазмиды с помощью рестрицирующей эндонуклеазы
сопровождается 3000-кратным повышением частоты трансформации. Более того,
