Genetikai csere és rekombináció - studopediya
Nem kevésbé fontos, mint a mutáció hozzájárulnak a változékonysága módon bemutatni genetikai csere, és követte őket rekombinációs események. A genetikai információcsere jellemző mind eukarióták és prokarióták kell és lehet végrehajtani különböző folyamatok. Az eukarióta élőlények tanult szexuális és paraszexuális ciklus: az első egyesítés csírasejtek alkotnak diploid zigóta, amely a legtöbb esetben vetjük meiotikus osztódás kíséretében közötti rekombináció kromoszómák. A parasuksualnom ciklus fordul elő egyesület és az azt követő rekombináció gének alapján az események zajlanak a mitózis nélkül szexuálisan megtermékenyítés.
Az Exchange genetikai információ prokarióták in vivo történik konjugáció során. transzdukcióval és transzformációval, és in vitro, továbbá, a protoplasztok fúzióját.
Ragozás - a folyamat genetikai csere igénylő fizikai kontaktus sejteket. Amikor ezt a gént transzfert elvégzi a donor baktérium (amely tartalmazza a konjugáló plazmid) a fogadó sejtekbe (besplazmidnye) speciális csatorna - konjugatív hidat. Ez a folyamat közvetíti gének plazmidon található. A plazmidokat a szupertekeredett kovalensen zárt cirkuláris DNS-molekula, kis mennyiségű (2-600 m. N. N.) képes autonóm replikációra. A sejteket tartalmazó plazmidok szerezhetnek új funkciókat. Ezek a jelek a jelölésére használjuk az azonosított első plazmid: F-plazmid (termékenységi faktorok vagy a szexuális faktorok) felelős a tulajdonságait a donor baktérium; Col-plazmidok (faktorok kolitsinogennosti) -oposreduyut hogy a sejtek képesek szintetizálni egy adott osztály bakteriocin - colicin; R-plazmid (rezisztencia faktorok) - meghatározza a bakteriális antibiotikumokkal szembeni rezisztencia és egyéb plazmidok száma jellemzi, általános és specifikus tulajdonságait .. Közös tulajdonságok közé tartoznak a plazmidok autonóm replikációra képes, konjugatív transzfer, integrálása a nukleoid (episzóma) inkompatibilitás (nem képes egyes plazmidok stabilan öröklődik az ugyanabban a cellában).
Specifikus (egyedi) tulajdonságok jellemzik kis csoportokban a plazmidok és sejtek csatolja a különböző fenotípusos tulajdonságok: az antibiotikumokkal szembeni rezisztencia, kationok, anionok, mutagén tényezők, bakteriocinek, bakteriofágok; lebontó képessége xenobiotikumok; antibiotikov szintézis, bakteriocinek, pigmentek, inszekticidek, felületi antigének, toxinok, enzimek; használni szénforrásként Varia cukrok és aminosavak; indukciója tumorok növényekben és mások.
Transduction - oly módon, hogy a közlekedés a genetikai, ahol a gének hordozói a mérsékelt vagy virulens bakteriofágok. Töredékei bakteriális kromoszómák rendesen a fág részecskék akár során nem megfelelő kimetszése a bakteriális genom profág (jellemző mérsékelt vírus), vagy csomagolás során a hibás fej bakteriális DNS összeállítás során a virulens fágok. A kapott fág részecskéket az úgynevezett „hibás”, mert a legtöbb esetben nem ad a litikus ciklus. Ezek azonban megtartják azt a képességüket, hogy adszorbeálja a sejtekhez és fecskendezze azokat a nukleinsav, amely részt események rekombináció a sejt genomjába.
Transzformáció - az eljárás egy genetikai információcsere, egy szabadtéri Griffith, ahol a szabad DNS belép a sejtbe. A transzformáló képesség ismertetett kromoszomális és plazmid-DNS-t a. Az a folyamat, amelyben az izolált DNS-fág lép be a bakteriális sejtek, és képződését okozza abban az érett fág részecskék, úgynevezett transzfekció. In vivo átalakítás végrehajtásának alacsony hatékonysággal miatt a spontán felszabadult a lizált sejt DNS-t. A laboratóriumi körülmények között, a transzformáció gyakorisága lényegesen növelhető koncentrációjának növelésével a transzformáló DNS-t és átviszi a cellákat az illetékes államban (ebben az állapotban csak a sejtek képesek elnyelni, és a DNS megkötésére). További könnyen transzformált protoplasztokat, és ez a technika - az egyik leggyakoribb beadva hibrid (előállíthatjuk géntechnológiai kísérletek) DNS-molekulák sejtekben.
A protoplasztok fúzióját a módszer kombinálásával mesterséges genomok. Ez alapján a képessége plazmamembrán - átnyúló struktúrák protoplaszt - spontán aggregációt a szocializációjára teljes tartalmát két vagy több protoplasztok. Ebben az esetben a genomok összetett lehet rekombinációs esemény kíséretében megjelenése különböző változatai szervezetekre.
átalakulási folyamatok a sejtek és protoplasztok és protoplaszt fúziót és használt a kiválasztott néhány eukarióta organizmusok: élesztő, fonalas gomba, és a növények.
Ezért a fent említett folyamatok vezetnek a belépését sejtekbe új genetikai anyag, amely lehet alávetni korlátozás baktériumok, ha jelen van a módosított neadkvatno sejt restrikciós-modifikációs rendszer, de lehet, hogy ideje, hogy kölcsönhatásba lépnek a rezidens DNS-molekulák - rekombináció. A rekombináció közös minden élőlénycsoport, kivéve az RNS-vírusok (nem találták meg). Ez az enzimes folyamatot, és a genetikai információ a szintézis enzimek, amelyek közvetítik a rekombináció, vannak minden sejtek és számos vírus. Egyes enzimek, amelyek fontos szerepet játszanak a rekombináció, szintén részt vesz a DNS replikáció és javítási folyamatokat.
Háromféle rekombináció: az általános (rendes homológ), helyspecifikus és illegális (nem homológ, random). A fő különbség az ilyen típusú oldalak hossza homológ. amelyek meghatározzák a kölcsönhatás a DNS-molekulák, ami a gének rekombinálására.
Általános rekombináció. Ez a csere homológ területek között (azonosság) a nukleotid-szekvenciák vagy keresztezett. Az ilyen típusú rekombináció történik szakadás DNS homológ láncokat későbbi kölcsönös kapcsolatát egy új kombinációja (ábra. 2.6). A csere készült egyszálú szakaszok, és azonos orientációban. A folyamat során számos különböző enzimeket. Különösen általános rekombinációval E. coli által katalizált recA-fehérje (csere biztosít egyszeres láncokat), recBCD-nukleázzal (a következő rés és kisodródás láncok), helikáz, és fehérjék, amelyek kötődnek egyszálú DNS-t (szükséges kereszt Holliday migráció), valamint a DNS-t roli-polimeráz és a DNS-ligáz.
A homológ rekombináció kezdődik bemetsző egyirányú áramkörök a homológ DNS-molekulák, amely után a szabad végei az egyik szála van párosítva a szabad végei egy másik lánc Holliday struktúra képződik (elsőként megnevezett kutató, aki javasolt ee). Point chiasm cseréje láncok rekombinációs molekulák mentén mozog - ága migráció (kereszt). Tehát van egy törés a hidrogénkötések között komplementer nukleotidok az azonos kiindulási DNS-molekulák és a záró vonatkozó kapcsolatok közötti nukleotid láncok tartozó különböző DNS-molekulák. Holliday szerkezetet ezután átvisszük a rekombináns kettős spirál (elkülönült) azáltal, hogy a törés és a találkozás láncok két alternatív módon. Az első módszer vágunk, és rekombinálódnak metsző egyirányú áramkört, és a többi - neperekreschivayuschiesya egyirányú lánc. Amikor a vándorlás végezzük Holliday kereszt kapcsolási áramkörök tartozó különböző DNS-molekulák, azaz. E. Formed heteroduplex. A készítmény tartalmazhat nem-komplementer nukleotidok, amelyekből delécióval azonos módon, mint a DNS-javítás, és a minta ebben az esetben lehet bármilyen az áramkörök.
Van egy alternatív módszer az általános rekombinációs során bekövetkező, kettős-szálú törést egy DNS-molekula. Ebben az esetben, az egyik szakaszban is képződik Holliday szerkezetét, és az ágak a vándorlás bekövetkezik.
Helyspecifikus rekombináció. Ez a módszer nem függ a rekombinációs géntermékek recA, B és D között jelentkezik specifikus DNS-szegmensek, molekulák, amelyek nem rendelkeznek kiterjedt homológ régiókat. A legjobb az egészben, az ilyen típusú rekombináció által vizsgált példája az integráció a fág l E. coli nukleoid és visszaút kivételek. Rekombinációs események ezen a helyen a rövid DNS szegmensek bakteriofág és sejtek - att-oldalak (az angol mellékletet -prikreplenie.). Ennek része a fág-DNS van jelen attROR „helyszíni, és amely a bakteriális DNS - attVOB” helyén között helyezkedik operonok gal (hasznosításáért felelős galaktóz) és a bio (bioszintéziséért felelős biotin). A nukleotidszekvencia-att-helyek a fág és a celluláris DNS-különböző, kivéve a részét „O” hossza 15 bp azonos mindkét oldalakon. Ez a szekvencia gyakori rekombinációjának genomok, arra szolgál, hogy egy „ragadós” végződik miatt két vágást váll (ábra. 2.7). A formáció E csökkentések katalizálja fehérje Int - termék Int fág-gén.
L A fág-DNS belép a sejtbe egy lineáris formában és azonnal képez gyűrűt keresztül létezését „ragadós” végeket. Ezután nukleáz (Int fehérje) törvény a fág és a bakteriális DNS, és a kapott „ragadós” belül fejeződik különböző att-oldalak egymásra, ami az integráció a profág a kromoszómában (ábra. 2.8).
Ennek eredményeként a helyspecifikus rekombináció, kísérő az integrációs folyamat fág DNS nukleoid ul E. coli, az újabb (rekombináns) oldalak: BOP „és DOM” (2.8 ábra.).
Kivétel profág ul E. coli kromoszómájából fordulhat elő, ha a helyspecifikus rekombináció, és a folyamat során, kivéve a Int fehérje, szerepet játszhatnak a fág protein és sejt protein Xis HF. Meg kell jegyezni, hogy az integráció a profág l végezhetjük más részein nukleoid E. coli, azonban ez bekövetkezik frekvenciája mintegy 200-szor kisebb, mint az integráció közötti lókuszok gal és a bio, és ilyen esetekben megvalósulnak minták rekombinációval.
Illegitim rekombináció. Példák az illegális (nem homológ) rekombinációval események mozognak átültetés (mobil) elemek, amelyek hiányoznak a genomjában az előnyös integrációs helyek. Úgy gondoljuk, hogy ezek az események nem szükséges DNS-régiók homológ. Módon illegitim rekombinációs folyamatok is véletlenszerű inszertálásával plazmid vagy virális DNS-be a celluláris genom. Ezek az események leggyakrabban állati sejtek.