Гипотеза «разрыва и воссоединения».

Согласно этой гипотезе кроссинговер осуществляется путем разрывов возникающих одновременно втождественных точках двух родительских молекул ДНК и последующего ковалентного соединения образовавшихся фрагментов в новых сочетаниях. По мнению ученого Холлидея, разрыв происходит в нитях ДНК одинаковой полярности. Уайтхауз и Хэстингс считают, что в гомологичных хромосомах рвутся нити ДНК, не одинаковой, а разной полярности. Несмотря на различные точки зрения, общим является мнение, что кроссинговер начинается однонитевыми разрывами. Большое значение для осуществления кроссинговера имеют ферменты, такие как: эндонуклеаза - вызывающая разрыв нити ДНК; экзонуклеаза - расширяющая разрывы; ДНК-полимераза - заполняющая образовавшиеся пробелы нуклеотидами; лигаза - окончательно воссоединяющая разорванные концы нитей ДНК. Недостаток одного из указанных ферментов может обусловливать нарушение способности к рекомбинации. Следует отметить, что ферменты, участвующие в кроссинговере, очень близки по своим свойствам ферментам, обеспечивающим репарацию.

Таким образом, согласно этой гипотезе кроссинговер протекает без репликации ДНК, а кроссоверная молекула ДНК составлена из вещества двух родительских молекул.

Предполагается, что при кроссинговере не происходит обмена участками между родительскими молекулами ДНК, но записанная в них генетическая информация, частично передается вновь синтезируемой молекуле во время репликации. Эта молекула при своем росте сначала использует в качестве матрицы нить одной из родительских молекул, а затем переключается на использование нити другой родительской молекулы. Таким образом, кроссинговер осуществляется в процессе репликации ДНК. Связь кроссоверной молекулы ДНК с родительскими имеет чисто информационный характер: часть получаемой информации поставляет один родитель, часть - другой. Вещество же родительских молекул в кроссоверную молекулу не попадает.

Исследования последних лет показали, что при кроссинговере всегда происходит реальный обмен частями двух молекул ДНК и, следовательно, скорее всего, правильна гипотеза «разрыва и воссоединения».

Обмен участками между гомологичными хромосомами имеет большое значение для эволюции, т.к. непомерно увеличивает возможности комбинативной изменчивости. Вследствие кроссинговера отбор в процессе эволюции идет не по целым группам сцепления, а по группам генов и даже по отдельным генам. Это очень важно, т.к. в одной группе сцепления могут оказаться гены, кодирующие на ряду с адаптивными и неадаптивные состояния признаков. В результате кроссинговера «полезные» для организма аллели могут быть отделены от «вредных» и возникают более выгодные для существования вида генные комбинации.

Существование кроссинговера позволило школе Т.Моргана в 1911 - 1914 гг. разработать принцип построения генетических карт. В основу принципа положено представление о расположении генов по длине хромосомы в линейном порядке. Генетической картой хромосом называют схему взаимного расположения генов, находящихся в одной группе сцепления. Определение группы сцепления осуществляется гибридологическим методом, то есть при изучении результатов скрещивания. Хромосомы изучают цитологическим методом (при помощи микроскопии). Установив группу сцепления, можно построить генетические карты и указать порядок расположения генов. Допустим, что к одной группе сцепления относятся гены А и В. по результатам скрещивания установлено, что расстояние между ними 10 Морганид (10% кроссинговера). При дальнейших исследованиях установлено, что к этой же группе относится ген С. Чтобы установить его место в группе сцепления, необходимо выяснить: какой процент кроссинговера он дает с обоими из двух уже известных генов. Например, если по отношению к гену А он дает 3% кроссинговера, а по отношению к гену В - 7%, то он располагается между генами А и В.

Наиболее подробно генетические карты составлены для дрозофилы, кукурузы, томатов, мышей, кур. Начато составление генетических карт у человека. Уже известны 24 группы сцепления: 22 аутосомные и группы сцепления Х и У - хромосом.

Генетические карты отличаются от хромосомных. При генетическом картировании устанавливается: какие гены относятся к данной группе сцепления; в каком порядке и на каком расстоянии друг от друга они располагаются в группе сцепления. При составлении хромосомных карт устанавливается локализация генов в определенных локусах определенных хромосом (короткое или длинное плечо, сегмент, околоцентромерная зона и т.д.).

Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: