РЕКОМБИНАЦИЯ ГЕНЕТИЧЕСКАЯ

РЕКОМБИНАЦИЯ ГЕНЕТИЧЕСКАЯ
,

реорганизация ге-нетич. материала, обусловленная обменом отдельными сегментами (участками) двойных спиралей ДНК.

Р. г.-главный фактор непостоянства генома, основа большинства его изменений, обусловливающая естеств. отбор, микро- и макроэволюции.

Различают два осн. типа Р. г.: 1) "законную" (общую, или гомологичную), при к-рой происходит обмен гомологичными (одинаковыми) участками молекул ДНК; 2) "незаконную" (негомологичную), в основе к-рой лежит обмен негомологичными участками ДНК.

Если обмен между разными молекулами ДНК осуществляется только в участках со строго определенными нуклеотидными последовательностями, Р. г. наз. сайт-специфичной, если в любых местах молекулы ДНК-сайт-кеспецифичной.

Законная Р. г. обычно сайт-неспецифична, хотя довольно часто у бактерий и высших организмов она может проявлять черты сайт-специфичности, т. е. избирательности к определенным нуклеотидным последовательностям ДНК (т. наз. горячие точки рекомбинации). Такие последовательности резко повышают частоту Р. г. в тех участках генома, в к-рых они локализованы. Незаконная Р. г. может быть как сайт-неспецифичной, так и весьма специфичной относительно участка обмена.

Законная Р. г. наблюдается, напр., между двумя копиями к.-л. хромосомы. У эукариот (все организмы, за исключением бактерий и синезеленых водорослей) наиб. типичен обмен участками гомологичных хромосом в мейозе (деление клеток, в результате к-рого происходит уменьшение числа хромосом в дочерних клетках-осн. стадия образования половых клеток). Этот обмен может происходить между плотно конъюгированными хромосомами на ранних стадиях развития яйца или сперматозоида. Реже-законная Р. г. осуществляется при обычном делении клеток (с сохранением числа хромосом)-митозе.

У прокариот (бактерии и синезеленые водоросли), у к-рых отсутствует мейоз, а геном представлен только одной молекулой ДНК, законная Р. г. сопряжена с такими естеств. формами обмена и переноса генетич. материала, как конъюгация (хромосомы из донорской клетки передаются в рециниентную через протоплазменный мостик-пиль), трансформация (ДНК проникает из среды через клеточную оболочку), трансдукция (передача ДНК осуществляется бактериофагом, или вирусом бактерий). У вирусов Р. г. происходит при заражении ими клеток. После лизиса клетки обнаруживаются вирусы с рекомбинантными ДНК. У прокариот Р. г. осуществляют спец. клеточные белки (многие из них ферменты).

В основе мол. механизма законной Р. г. лежит принцип "разрыв-воссоединение" двух гомологичных молекул ДНК. Этот процесс (его наз. кроссинговер) включает неск. промежут. этапов: 1) узнавание участков; 2) разрыв и ре-ципрокное (крест-накрест) воссоединение молекул: замена одних цепей гомологичными; 3) устранение ошибок, возникающих в результате неправильного спаривания участков. Точка обмена может возникать на любом участке гомологичных нуклеотидных последовательностей хромосом, вовлекаемых в обмен. При этом в точке обмена обычно не происходит изменения нуклеотидных последовательностей. Точность разрыва и воссоединения чрезвычайно велика: ни один нуклеотид не утрачивается, не добавляется и не превращается в к.-н. другой.

Основой всех предложенных схем Р. г. послужила т. наз. модель Холлидея, согласно к-рой Р. г. начинается с разрыва только одной из двух цепей спирали ДНК. Вслед за разрывом один конец цепи вытесняется другим концом, к-рый наращивается ДНК-полимеразой. Вытесненный конец разорванной цепи спаривается со второй молекулой ДНК (образуется т. наз. гетеродуплекс), в свою очередь вытесняя там участок одной из ее цепей. В конце концов одиночные гомологичные цепи обмениваются реципрокно. После этого первонач. этапа спаривания две гомологичные спирали ДНК удерживаются вместе благодаря перекрестному обмену цепями-по одной от каждой спирали (см. рис.). Точка перекрестка далее может мигрировать, в результате чего дополнительно образуются или растут гетеродуп-лексные участки на обеих молекулах ДНК.

Структура с перекрещенными цепями может существовать в разл. стереоизомерных формах, возникающих в результате вращения составляющих ее элементов относительно друг друга. Изомеризация, к-рая как и др. стадии Р. г. контролируется генетически, изменяет положение двух пар цепей: две ранее перекрещивавшиеся цепи становятся неперекрещивающимися и наоборот.

Для того чтобы вновь восстановились две отдельные спирали ДНК и тем самым прекратился процесс спаривания, в каждой из двух перекрещенных цепей должен произойти разрыв. Если он происходит до того, как прошла изомеризация, то две исходные спирали ДНК отделяются друг от друга так, что у каждой из них генетически перестроенной оказывается только одна цепь. Если же разрыв двух перекрещенных цепей происходит после изомеризации, то обе молекулы ДНК претерпевают полную реорганизацию: часть каждой исходной спирали оказывается присоединенной (ступенчатым соединением) к части другой спирали.

Законная генетическая рекомбинация приводит к возникновению новых комбинаций специфических аллелей (различной формы одного и того же гена, обусловливающие различные варианты развития одного и того же признака-группы

4047-1.jpg

Схема спаривания двух гомологичных спиралей (одна из них обозначена жирной линией, другаяЧдвойной); 1 Ч гетеродуплекс. крови, цвета глаз и др.), но не изменяет места расположения генов (локусов).

Незаконная Р. г. имеет выраженный локальный характер. В этом случае весь процесс с его начальным этапом узнавания, к-рый сводит вместе две спирали ДНК, направляется особым рекомбинац. ферментом; спаривания оснований здесь не требуется (даже в тех случаях, когда это все-таки происходит, в процессе участвует не более неск. пар оснований). Интеграция транспозонов, плазмид и умеренных фагов в бактериальный геном может служить примером Р. г. этого типа. Подобный механизм существует также и в эукариотич. клетках (см. Мигрирующие генетические элементы).

При незаконной Р. г. в обмен вступают короткие специфич. нуклеотидные последовательности одной или обеих спиралей ДНК, участвующих в этом процессе. Таким образом такая Р. г. изменяет распределение нуклеотидных последовательностей в геноме-соединяются участки ДНК, к-рые до этого не располагались в непрерывной последовательности рядом друг с другом. Подобный обмен гетерологич. участками ДНК приводит к возникновению вставок, делеций, дупликаций и транслокаций генетич. материала (см. Мутации).

У эукариот перемещения разных генетич. элементов, сопряженные с незаконной Р. г., осуществляются преим. не в мейозе, когда контактируют парные хромосомы, а во время обычных клеточных циклов (митозе). Незаконная Р. г. играет важную роль в эволюц. изменчивости, т. к. благодаря ей осуществляются самые разнообразные, нередко кардинальные, перестройки генома и, следовательно, создаются предпосылки для качеств. изменений в эволюции данного организма.

Лит.: Зенгбуш П., Молекулярная и клеточная биология, пер. с нем., т. 1, М., 1982, с. 183-215; Страйер Л., Биохимия, пер. с англ., т. 3, М., 1985, с. 196-216. П. Л. Иванов.


Химическая энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. . 1988.

Нужно решить контрольную?

Полезное


Смотреть что такое "РЕКОМБИНАЦИЯ ГЕНЕТИЧЕСКАЯ" в других словарях:

  • генетическая карта патологий морбидальная карта — генетическая карта патологий, морбидальная карта * генетычная карта паталогій, марбідальная к. * morbid map диаграмма, на которой указаны локализации на хромосомах генов, являющихс ричиной наследственных заболеваний. Генетическая коадаптация *… …   Генетика. Энциклопедический словарь

  • Рекомбинация (генетич.) — Рекомбинация процесс обмена генетическим материалом путем разрыва и соединения разных молекул. Рекомбинация происходит при репарации двунитевых разрывов в ДНК и для продолжения репликации в случае остановки репликационной вилки у эукариот,… …   Википедия

  • Рекомбинация (генетич.) — Рекомбинация (от ре... и позднелат. combinatio ‒ соединение) (генетическая), перераспределение генетического материала родителей в потомстве, приводящее к наследственной комбинативной изменчивости живых организмов. В случае несцепленных генов… …   Большая советская энциклопедия

  • генетическая рекомбинация — Формирование новых комбинаций аллелей у потомства (вирусов, клеток или организмов) в результате обмена последовательностями между молекулами ДНК [http://www.dunwoodypress.com/148/PDF/Biotech Eng Rus.pdf] Тематики биотехнологии EN genetic… …   Справочник технического переводчика

  • ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ — информация о свойствах организма, к рая передаётся по наследству. Г. и. записана последовательностью нуклеотидов молекул нуклеиновых к т (ДНК, у нек рых вирусов также РНК). Содержит сведения о строении всех (ок. 10 000) ферментов, структурных… …   Биологический энциклопедический словарь

  • генетическая рекомбинация — genetinė rekombinacija statusas T sritis augalininkystė apibrėžtis Vyksmas, kurio metu susidaro nauji genų ar chromosomų deriniai. atitikmenys: angl. genetic recombination rus. генетическая рекомбинация …   Žemės ūkio augalų selekcijos ir sėklininkystės terminų žodynas

  • Рекомбинация — I Рекомбинация (от Ре... и позднелат. combinatio соединение)         (генетическая), перераспределение генетического материала родителей в потомстве, приводящее к наследственной комбинативной изменчивости (См. Изменчивость) живых организмов. В… …   Большая советская энциклопедия

  • Генетическая изменчивость — (генотипическая, наследственная изменчивость) изменчивость, обусловленная взаимодействием и различным проявлением генетических факторов. В основе популяционной Г.и. может лежать мутационный (см. Мутации) процесс и рекомбинантная (см.… …   Словарь по психогенетике

  • гомологическая рекомбинация — Генетическая рекомбинация, затрагивающая обмен гомологичными локусами или широко применяемый метод получения трансгенных организмов с нокаутированным (выбитым) геном [http://www.dunwoodypress.com/148/PDF/Biotech Eng Rus.pdf] Тематики… …   Справочник технического переводчика

  • нереципрокная рекомбинация — nonreciprocal recombination нереципрокная рекомбинация. Рекомбинация, при которой генетическая информация передается лишь от донора реципиенту; Н.р. отмечается у микроорганизмов при трансформации <trasformation> и трансдукции… …   Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь.


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»