To tylko jedna z 6 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
REKOMBINACJA GENETYCZNA
Gdyby nie istniały rekombinacje genetyczne w przyrodzie, genomy byłyby stabilnymi strukturami, podlegającymi niewielkim zmianom. Stopniowe gromadzenie się mutacji powodowałoby stosunkowo niewielkie zmiany sekwencji DNA. Wniosek: potencjał ewolucyjny genomów byłby poważnie ograniczony gdyby nie istniała rekombinacja. Źródła rekombinacji:
zwielokrotniona liczba identycznych genów powstających podczas replikacji
częściowe diploidy
zwielokrotnienie liczby genów na tym samym elemencie genetycznym
zwielokrotnienie liczby genów w konkatamerze.
Podstawowa zasada rekombinacji: rekombinować ze sobą mogą tylko 2 dwuniciowe elementy DNA o mniej lub bardziej podobnej sekwencji nukleotydowej (w mniejszym lub większym stopniu homologiczne). Jeśli te fragmenty DNA charakteryzują się całkowitą homologią (są w 100% homologiczne) to musi dojść między nimi do rekombinacji i dzieje się to z bardzo dużą częstotliwością. Dwie podstawowe odmiany rekombinacji (rodzaje):
1) Rekombinacja ogólna (homologiczna). W tym typie rekombinacji uczestniczą całkowicie lub prawie całkowicie homologiczne fragmenty DNA, są to duże fragmenty- całe geny lub ich duże części. Wśród rekombinacji ogólnej wyróżniamy 2 typy:
a) Rekombinacja ogólna międzycząsteczkowa. W tym typie rekombinacji uczestniczą 2 oddzielne cząsteczki DNA, które w swojej strukturze zawierają fragmenty charakteryzujące się wysokim stopniem wzajemnej homologii. Może to być np. rekombinacja między chromosomem a fagiem, lub między chromosomem a plazmidem. Może prowadzić do wbudowania się plazmidu lub faga do chromosomalnego DNA. Rekombinować ze sobą mogą:
2 cząsteczki koliste
cząsteczka kolista i liniowa
2 dwuniciowe cząsteczki liniowe.
b) Rekombinacja ogólna wewnątrzcząsteczkowa. Rekombinacja dotyczy pojedynczej cząsteczki DNA, w obrębie której znajdują się 2 odrębne regiony wykazujące wzajemną homologię. Tego typu rekombinacja może mieć postać (formę) rozłączenia (wycięcia) np. proces wycięcia z genomu bakterii profaga lub uprzednio zintegrowanego plazmidu
inwersji- następuje zmiana orientacji (zmiana miejsc lokalizacji) tych regionów DNA, które wykazują wzajemną homologię w obrębie pojedynczej cząsteczki DNA.
Rekombinacja ogólna jest zależna od sprawnego systemu rekombinacyjnego komórki (od odpowiednich białek tworzących system rekombinacyjny komórki). Jeśli te białka ulegną mutacjom, to może nastąpić spadek częstości rekombinacji nawet o milion razy.
(…)
…, że oprócz aktywności helikazy posiadają aktywność endonukleazy (zdolność przecinania łańcucha DNA). Proces rekombinacji został początkowo opisany jako zjawisko odpowiedzialne za proces crossing over i wymianę fragmentów DNA między homologicznymi chromosomami w czasie mejozy w komórkach eukariotycznych. W późniejszym czasie wykazano również rolę rekombinacji w procesie integracji obcego DNA do genomów bakteryjnych, co przebiega w trakcie procesu transdukcji, transformacji i koniugacji.
1964 rok- opracowanie modelu Holliday'a (molekularny przebieg rekombinacji). Model Holliday'a odnosi się do rekombinacji ogólnej, która jest najważniejszym rodzajem rekombinacji i która jest zjawiskiem leżącym u podstaw c/o podczas mejozy u eukariota oraz integracji obcego DNA do genomu bakteryjnego. Model Holliday'a opisuje…
… odłączają się, a na ich miejsce przyłączają się 2 cząsteczki białka ruvC. Białko ruvC pełni rolę nukleazy, która rozłącza strukturę Hollidaya. Dokonać tego można przez wprowadzenie odpowiednich nacięć w jednej z dwóch orientacji, co prowadzi do uzyskania określonych i odmiennych efektów. Najważniejszą i zasadniczą konsekwencją biologiczną procesu rekombinacji jest zmienność genomów, w konsekwencji również zmienność komórek i całych organizmów. W przeciwieństwie do mutacji, rekombinacja prowadzi do dużych, poważnych zmian w genomach i do zmian szybko zachodzących, szybko się ujawniających.
Najważniejsze przyczyny rekombinacji:
obecność w komórkach prokariotycznych, komórkach bakteryjnych, ruchomych elementów genetycznych (plazmidów, bakteriofagów, ale przede wszystkim sekwencji inercyjnych i transpozonów…
… genu na genomie bakteryjnym.
Np. u E.coli geny odpowiadające za metabolizm glukozy występują w dwóch powtórzeniach, z kolei geny kodujące rRNA występują aż w 7 kopiach na genomie E.coli, multimeryzacja występuje również u innych gatunków bakterii np. u blisko spokrewnionego z E.coli gatunku Salmonella thypimurium, ale również u innych bakterii takich jak Nocardia czy Staphylococcus.
To zjawisko…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)