Что влияет на интенсивность генетической рекомбинации



РЕКОМБИНАЦИЯ ГЕНЕТИЧЕСКАЯ

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 . Под ред. И. Л. Кнунянца . 1988 .

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

Похожее:  Знание есть результат познания

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.

Источник

Генетические рекомбинации

Горизонтальная передача генетической информации у бактерий осуществляется путем генетических рекомбинаций.

Генетическая рекомбинация — взаимодействие между двумя различными геномами, которое приводит к образованию рекомбинаций ДНК и формированию дочернего генома, сочетающего гены обоих родителей.

Типы генетических рекомбинации:

гомологичная — в процессе разрыва и воссоединения ДНК происходит обмен между участками ДНК, обладающими высокой степенью гомологии;

сайт-специфическая — происходит только в определенных участках генома и не требует высокой степени гомологии ДНК (напр., включение плазмиды в хромосому бактерии).

Особенности рекомбинаций у бактерий определяются отсутствием истинного полового процесса и мейоза у прокариот и гаплоидным набором генов.

В процессе рекомбинации бактерии условно делятся на клетки-доноры, которые передают генетический материал, и клетки-реципиенты, которые этот материал воспринимают. В клетку-реципиент проникает не вся, а только часть хромосомы клетки-донора, т.е. один или несколько генов. Образуется один рекомбинант, генотип которого представлен в основном генотипом реципиента с включением фрагментов хромосомы донора.

Рекомбинационная изменчивость у бактерий происходит в результате включения в ДНК реципиентной клетки участка ДНК донорской клетки путем трансформации, трансдукции, конъюгации.

Конъюгация — перенос генетического материала при непосредственном контакте донорской и реципиентной клеток с помощью конъюгативных пилей (рис. 74, I). Контролируется tra (transfer) опероном. Необходимым условием конъюгации является наличие в клетке-доноре трансмиссивной конъюгативной F–плазмиды. Клетки-доноры, обладающие F–плазмидой, обозначаются как F + –клетки. Клетки-реципиенты, не имеющие F–плазмиды, — F — –клетки. Соотношение в бактериальной популяции F + и F — –клеток 1:10 -5 . Трансмиссивная плазмида кодирует половые пили, образующие конъюгационную трубочку между клеткой-донором и клеткой-реципиентом, по которой плазмидная ДНК передается из клетки-донора в клетку-реципиент.

Передача генетического материала при конъюгации начинается с расщепления ДНК в районе локализации F–плазмиды. Одна нить донорской ДНК передается через конъюгационный мостик в реципиентную F — –клетку, достраивается комплементарная нить до образования двунитевой структуры. Другая нить донорской ДНК остается в клетке, т.е. донор сохраняет свое генетическое постоянство.

Если переданная F–плазмида сохраняется в реципиентной клетке в автономном состоянии, то донор и реципиент меняются полами. Если переданная донорская ДНК рекомбинирует с гомологичным участком реципиентной ДНК с образованием стабильной генетической структуры, то

клетка-реципиент получает донорские свойства. Донорские клетки, имеющие встроенную в хромосому F–плазмиду, называются Hfr–клетками (англ. High frequency of recombination — высокая частота рекомбинаций).

Рис. 74. Передача генетической информации у бактерий

I Конъюгация: 1 бактериальная хромосома; 2 Fфактор; 3 гены, участвующие в рекомбинации; АВС генотип донора; abc генотип реципиента.

II Трансдукция: 1 бактериальная хромосома; 2 гены, участвующие в рекомбинации; А ген, переносимый фагом; а генотип реципиента; 3 фаг.

III Трансформация: 1 бактериальная хромосома; 2 гены, участвующие в рекомбинации: А генотип донора; а генотип реципиента.

Для полового процесса бактерий нехарактерна репродуктивная изоляция: процесс конъюгации может происходить между родами одного семейства (напр., эшерихиями и сальмонеллами, сальмонеллами и шигеллами).

Биологическая значимость конъюгации хорошо видна на примере распространения резистентности бактерий к антибиотикам. Резистентность к антибиотикам бактерия может получить в результате мутации, что происходит 1 раз на каждые 10 6 клеточных делений. Однако, однажды изменившись, генетическая информация может быстро распространяться среди сходных бактерий посредством конъюгации, поскольку каждая третья из близкородственных бактерий способна к этому типу генетического переноса.

Трансдукция

Трансдукция — передача генетического материала от бактерии-донора к бактерии-реципиенту с помощью фаговой ДНК (рис. 74,II). У бактерий обнаружены бактериофаги двух типов — вирулентные и умеренные.

Вирулентные бактериофаги после размножения в клетках бактерий приводят к их лизису. Они существуют в вегетативном (размножение в клетках бактерий) или в зрелом (метаболически инертное состояние вне бактериальных клеток) состоянии.

Умеренные бактериофаги — факторы изменчивости бактерий, которые напоминают по своим свойствам плазмиды бактерий. Кроме вегетативного и инертного состояния, они могут быть также в состоянии профага (интегрированное с хромосомой состояние) и реплицироваться вместе с хромосомой бактерии. Бактерии, несущие профаг, называют лизогенными (от греч. lysis — растворение — способность фага лизировать бактерии). Эти бактерии, содержащие в своих хромосомах генетический материал фага, не продуцируют инфекционных фаговых частиц, хотя и сохраняют эту способность. Она может проявиться в определенных условиях, когда произойдет индукция профага. При индукции профаг вырезается из хромосомы бактерии, переходит в вегетативное состояние и размножается. В клетке образуются зрелые фаговые частицы, которые высвобождаются в окружающую среду после ее лизиса. Индукцию профага можно вызвать различными физическими или хи­мическими агентами. Наиболее распространенным индуктором является УФО лизогенных кле­ток. Лизогения широко распространена среди бакте­рий и актиномицетов. Фенотипическим проявлением лизогении может быть изменение наследственных признаков микроорганизмов: типа колоний, антигенных и других свойств. Лизогенные клетки обладают селектив­ными преимуществами по сравнению с нелизогенными, они резистентны к гомологичным суперинфицирующим фагам.

Похожее:  Сколько времени занимает проведение теста на коронавирус SARS CoV 2 методом ПЦР

Изменчивость лизогенных бактерий может быть связана:

с приобретени­ем генов, переносимых фагами от их предыдущих хозяев (бактерий-доноров). В процессе репликации фага внутри бактерий фрагмент бактериальной ДНК проникает в фаговую частицу и переносится вместе с ней в бактерию-реципиент. В результате включения в хромосому фаговой ДНК происходит фаговая (лизогенная) конверсия — изменение свойств бактерий. Так как трансдуцируются небольшие фрагменты ДНК, то вероятность рекомбинации, затрагивающей определенный признак, очень мала и составляет 10 -6 –10 -8 . Напр., дифтерийная палочка без умеренного бактериофага не выделяет экзотоксин и не вызывает заболеваний. Попав в клетку-рецепиент, умеренный бактериофаг, несущий ген токсигенности, интегрируется с хромосомой и изменяет свойства клетки (наделяет ее способностью продуцировать экзотоксин и вызывать дифтерию). Поэтому при выявлении носительства нетоксигенных штаммов проводится санация носителей с применением антибиотиков;

с экспрессией «молчащих» генов бактерий-реципиентов. В последнем случае фаговая ДНК, встраиваясь вблизи поврежденного промотора, заменяет его. При этом у бактерии-реципиента появляются новые признаки.

Типы трансдукции.

1. Общая (неспецифическая) трансдукция перенос вирулентным бактериофагом фрагмента любой части бактериальной хромосомы и возможность передачи любого признака, так как в клетки-реципиенты могут быть внесены практически любые гены.

В инфицированной вирулентным бактериофагом клетке в ходе сборки дочерней популяции в головки некоторых фагов может проникнуть фрагмент бактериальной ДНК (вместе с вирусной ДНК либо вместо нее). Это происходит потому, что после фаговой инфекции бактериальная ДНК фрагментируется и кусочек бактериальной ДНК того же размера, что и фаговая ДНК, проникает в вирусную частицу с частотой 1 на 1000 фаговых частиц.

При общей трансдукции участок донорской ДНК встраивается в нуклеоид, при бинарном делении передается обеим клеткам.

2. Абортивная трансдукциявнесенный фрагмент ДНК донора не встраивается в хромосому реципиента, а остается в цитоплазме и там самостоятельно функционирует. При бинарном делении остается лишь у одной клетки и затем теряется в потомстве.

3. Специфическая трансдукция наблюдается, когда фаговая ДНК интегрирует в бактерию с образованием профага. При исключении ДНК фага из бактериальной хромосомы в результате случайного процесса захватывается прилегающий к месту включения фаговой ДНК фрагмент бактериальной хромосомы. Так как большинство умеренных фагов интегрируют в бактериальную ДНК в специфических участках, для таких бактериофагов характерен перенос в клетку-реципиент определенного участка бактериальной ДНК донора. Специфическая трансдукция может служить механизмом переноса вирулентных генов среди бактерий при условии, что эти гены локализованы в непосредственной близости от мест интеграции профага.

Трансформация

Трансформация — передача свободных фрагментов ДНК (плазмидной или хромосомной) от донорской клетки к реципиентной без их непосредственного контакта и образование на этой основе рекомбинанта (рис. 74, III). При трансформации среди бактериальных популяций могут распространяться гены, кодирующие факторы патогенности, резистентность к антибиотикам, однако в обмене генетической информацией трансформация играет незначительную роль.

Впервые явление трансформации было обнаружено на пневмококках при изучении переноса наследственных признаков от капсульных вирулентных пневмококков, убитых при нагревании, к живым бескапсульным клеткам пневмококков, не обладающим вирулентностью. Активным началом в этом процессе являлась ДНК.

Трансформация может произвольно происходить в природе у некоторых видов бактерий, чаще у Грам+, причем не только в пределах одного вида, но и между разными видами. Однако чем дальше отстоит один вид от другого в таксономическом отношении, тем меньше частота межвидовой трансформации.

Типы трансформации.

Абортивная трансформация как правило, любая чужеродная ДНК, попадающая в бактериальную клетку, расщепляется рестрикционными эндонуклеазами.

Интегративная трансформация чужеродная ДНК интегрируется в геном бактерии.

После поглощения ДНК клетками начинаются ее преобразования, предшествующие рекомбинации с хромосомой: разрывы ДНК на более короткие фрагменты и расплетание двунитевой ДНК на однонитевые участки. Затем такие нити образуют синапс с гомологичными участками хромосомы реципиента и рекомбинируют с ними, замещая одну из нитей ДНК хромосомы. В момент замещения хромосома в определенном участке имеет одну свою и одну чужую нить ДНК. При последующей репликации происходит образование двух новых нитей на своей и чужой матрице. Отражением этого является то, что в колонии, выросшей из клетки-трансформанта, содержится обычно смесь исходных реципиентных клеток и рекомбинантных клеток, наследовавших признаки обоих родительских штаммов.

Трансформация используется для картирования хромосом, поскольку трансформированные клетки включают различные фрагменты ДНК. Определение частоты одновременного приобретения двух заданных характеристик (чем ближе расположены гены, тем более вероятно, что они оба включатся в один и тот же участок ДНК) дает информацию о взаиморасположении соответствующих генов в хромосоме. При трансформации клетка поглощает менее 1% всего генома донора. Поэтому генетические карты, построенные посредством трансформации, показывают последовательность располо­жения генов лишь на небольших участках бактериальных хро­мосом.

К трансформации примыкают явления, в основе которых также лежит поглощение ДНК бактериальной клеткой. Одно из них — трансфекция, когда клетки поглощают искусственно выделенную фаговую ДНК. В результате в клетке начинается развитие фага с последующим лизисом клетки и освобождением зрелых фаговых частиц. Таким же путем можно ввести в бактерию плазмидную ДНК, передать рекомбинантную ДНК, сконструированную генно-инженерными методами, и передать в живую бактериальную клетку ДНК разного происхождения. Перенос экстрагированной ДНК является основным методом генной инженерии, используемым при конструировании рекомбинантных штаммов с заданным геномом.

Источник

Что влияет на интенсивность генетической рекомбинации?

Недавние исследования продемонстрировали, что скорость и частота процессов генетической рекомбинации различается у разных индивидов.

Ученым из Чикагского Университета удалось зарегистрировать 25000 рекомбинационных событий, которые происходили в процессе передачи наследственной информации от родителей к 364 потомкам. Современные методы, основанные на использовании микрочипов и изучении однонуклеотидных замен, позволили точно локализовать позиции этих рекомбинаций в геноме.

Процесс рекомбинации генетического материала в ходе мейоза (способа деления клетки, необходимого высшим организмам для образования гамет) описан довольно давно. Он является основным источником комбинационной изменчивости. Однако факторы, от которых зависит частота рекомбинационных событий и конкретные места их прохождения, изучены довольно слабо.

«Сейчас мы знаем, где конкретно это происходит, — говорит Грэм Куп (Graham Coop, PhD), один из авторов работы. — Понимание этого дает нам ключ к объяснению того, какие механизмы регулируют этот фундаментальный биологический процесс».

В качестве исследуемой популяции ученые выбрали общину Хаттеритов — генетически высокооднородную группу иммигрантов из Европы, которые в XIX веке обосновались в Дакоте, где живут и сейчас внутри небольшой коммуны. Причем для анализа были взяты образцы ДНК 725 добровольцев, являющихся членами 82 перекрывающихся между собой семейств.

Ключевым моментом исследования был анализ 500 000 сайтов однонуклеотидного полиморфизма, который позволил определить, какие участки генетического материала, передавшегося каждому из 364 детей от матери (или от отца), принадлежат их бабушкам или дедушкам по материнской (или отцовской) линии. В результате стало возможным локализовать те места, в которых произошла рекомбинация в момент образования в материнском и отцовском организмах половых клеток.

Похожее:  Макроэкономические характеристики

В итоге выяснилось, что в женском организме происходит порядка 40 рекомбинационных событий на гамету, тогда как у мужчин этот показатель не превышает 26. Также были подтверждены полученные ранее данные о том, что с возрастом у женщин, в отличие от мужчин, частота рекомбинационных событий при образовании гамет увеличивается.

Интересно, что у представителей обоих полов рекомбинационные процессы происходили в основном в так называемых «горячих точках» рекомбинации — участках генома, характеризующихся повышенной частотой подобных событий. Однако любопытно, что у женщин и у мужчин рекомбинация происходит в разных наборах этих точек, которые лишь частично перекрываются.

Также в ходе исследования был выявлен не только тот факт, что частоты рекобинации сильно варьируют в зависимости от места в геноме, но и то, что набор «горячих точек» рекомбинации каким-то образом передается по наследству, и у каждого индивида он уникален.

Источник

Генетическая рекомбинация – определение, виды и примеры

Генетическая рекомбинация происходит, когда генетический материал обменивается между двумя разными хромосомами или между разными областями в пределах одного и того же хромосома, Мы можем наблюдать это как у эукариот (таких как животные и растения), так и у прокариот (таких как археи и бактерии ). Имейте в виду, что в большинстве случаев для того, чтобы произошел обмен, последовательности, содержащие измененные области, должны быть гомологичны или аналогичные, в некоторой степени.

Процесс происходит естественным путем и может также проводиться в лаборатории. Рекомбинация увеличивает генетическое разнообразие в сексуально размножающихся организмах и может позволить организм функционировать по-новому.

Примеры генетической рекомбинации

Часть вашего изготовления

Генетическая рекомбинация происходит естественным образом в мейоз, Мейоз это процесс деление клеток что происходит у эукариот, таких как люди и другие млекопитающие, чтобы произвести потомство. В этом случае это связано с переходом. То, что происходит, – то, что две хромосомы, одна от каждого родителя, соединяются друг с другом. Затем сегмент одного пересекает или перекрывает сегмент другого. Это позволяет менять некоторые их материалы, как вы можете видеть на иллюстрации ниже. В итоге мы получаем новую комбинацию генов, которых раньше не было и которые не идентичны генетической информации любого из родителей. Обратите внимание, что рекомбинация также наблюдается в митоз, но это происходит не так часто при митозе, как при мейозе.

Функции генетической рекомбинации

Мы уже рассмотрели некоторые последствия генетической рекомбинации, но в этом разделе мы обсудим Рекомбинантная ДНК Технологии. Это относительно новая технология, которая позволяет ученым изменять гены и организмы, манипулируя ДНК. То, что делает это настолько в��жным, является фактом, что это улучшило наше понимание болезней и, следовательно, расширило наши способы борьбы с ними.

Как и следовало ожидать, сегменты ДНК объединены в этой технологии. Например, ген может быть вырезан из человека и введен в ДНК бактерии. Бактерия сможет вырабатывать белок человека, который в противном случае производится только людьми. То же самое делается в генной терапии. Давайте предположим, что человек родился без определенного необходимого гена и страдает от болезни из-за отсутствия этого гена. Теперь ученые могут ввести отсутствующий ген в геном этого человека, используя вирус это заражает людей. Сначала они соединяют необходимый ген с ДНК вируса, а затем подвергают человека воздействию этого вируса. Поскольку все вирусы смешивают свою ДНК с ДНК своего хозяина, ген, добавленный учеными, в конечном итоге становится частью генома человека.

Типы генетической рекомбинации

Ученые наблюдали следующие виды рекомбинации в природе:

    • Гомологичная (общая) рекомбинация: как следует из названия, этот тип встречается между молекулами ДНК схожих последовательностей. Наши клетки проводят общую рекомбинацию во время мейоза.
      • Негомологичная (нелегитимная) рекомбинация: опять же, самоочевидное название. Этот тип встречается между молекулами ДНК, которые не обязательно похожи. Часто между последовательностями будет определенное сходство, но это не так очевидно, как при гомологичных рекомбинациях.
        • Сайт-специфическая рекомбинация: это наблюдается между конкретными, очень короткими, последовательностями, обычно содержащими сходства.
        • Митотическая рекомбинация: это на самом деле не происходит во время митоза, но во время интерфаза, который является фазой покоя между митотическими отделами. Процесс аналогичен таковому при мейотической рекомбинации и имеет свои возможные преимущества, но обычно он вреден и может привести к опухолям. Этот тип рекомбинации усиливается, когда клетки подвергаются облучению.

        Прокариотические клетки могут подвергаться рекомбинации через один из этих трех процессов:

          • Конъюгация – это место, где гены передаются от одного организма другому после их контакта. В любой момент контакт теряется, и гены, которые были переданы реципиенту, заменяют свои эквиваленты в его хромосоме. То, что в конечном итоге имеет потомство, представляет собой смесь признаков от разных штаммов бактерий.
            • Трансформация: это где организм приобретает новые гены, забирая голую ДНК из своего окружения. Источником свободной ДНК является другая бактерия, которая умерла, и, следовательно, ее ДНК была выпущена в окружающую среду.
            • Трансдукция – это перенос гена, опосредованный вирусами. Вирусы, называемые бактериофагами, атакуют бактерии и переносят гены от одной бактерии к другой.
            • Ген – последовательность нуклеотидов на хромосоме. Гены передаются от родителей к потомству и являются определяющими факторами организма.
            • геном – Полный набор генов, который принадлежит организму или клетке. Каждая клетка человека, содержащая ядро, имеет копию всего генома человека.
            • гомология – Сходство структуры, происхождения или положения двух или более структур независимо от их функций.
            • Мейоз – процесс деления клеток, который приводит к дочерние клетки содержащий половину количества хромосом, которые содержались в родительских клетках.

            викторина

            1. Рекомбинация уменьшает генетическое разнообразие внутри вид,A. ПравдаB. Ложь

            Ответ на вопрос № 1

            Ложь. Генетическая рекомбинация увеличивает генетическое разнообразие, создавая новые комбинации генов.

            2. Генетическая рекомбинация в процессе мейоза включает в себя:A. ПрыжкиB. ПересекаяC. ползкомD. Ремонт

            Ответ на вопрос № 2

            В верно. Пересекая это то, что приводит к обмену ДНК между хромосомами во время мейоза.

            3. Что из нижеперечисленного не является формой генетической рекомбинации у прокариот?A. преобразованиеB. интеграцияC. конъюгацияD. трансдукция

            Ответ на вопрос № 3

            В верно. Трансформация, конъюгация и трансдукция являются формами рекомбинации, которые происходят у прокариот.

            Источник

Adblock
detector