Высокая отрицательная интерференция и генная конверсия

Анализ частот возникновения рекомбинантных генотипов при трехфакторном скрещивании дает дополнительное (хотя и косвенное) подтверждение тому, что процесс рекомбинации сопровождается образованием гетеродуплексных участков ДНК. Впервые это было отмечено при изучении явления высокой отрицательной интерференции при скрещиваниях с участием очень тесно сцепленных генетических маркеров. Понятие «интерференция» (I), введенное нами в гл. 5, определяется формулой I = 1 — с, где с - коэффициент совпадения (коинциденции), т.е. отношение числа наблюдаемых двойных перекрестов к числу ожидаемых, при трехфакторном скрещивании. В большинстве случаев при скрещиваниях с участием маркеров в трех различных сцепленных генах (х — у — z) оказывается, что образование перекреста между x и у снижает вероятность образования второго перекреста в интервале между у и z. То есть в таких скрещиваниях величина с меньше 1, а I соответственно положительное число, отражающее наблюдаемую величину интерференции (см. гл. 5).

Рекомбинация очень тесно сцепленных маркеров как в прокариотических, так и в эукариотических организмах, как правило, характери-

Айала ф., Кайгер Дж. Современная генетика: в 3-х т. Т. 2. Пер. С англ.: – м.: Мир, 1988. – 368 с.

140 Экспрессия генетического материала

Рис. 14.6. Коэффициент коинциденции с является функцией суммы частот рекомбинации R₁ и R₂ между маркерами фага λ в серии различных трехфакторных скрещиваний (область рекомбинации отмечена). (По Amati P., Meselson M., 1965. Genetics, 51, 369.)

зуется значениями с, значительно большими 1. Это явление, характеризуемое отрицательными значениями величины I, называют высокой отрицательной интерференцией. Иначе говоря, вероятность двойного кроссинговера оказывается значительно выше ожидаемой. В этом можно убедиться на ряде примеров (приведенных в гл. 7 и 8), отражающих данные по генетическому картированию, которое проводилось для некоторых фагов и бактерий. Высокая отрицательная интерференция (иногда называемая также локализованной отрицательной интерференцией) наблюдается, например, в ряде трехфакторных скрещиваний между мутантами фага λ. Значения с для каждого скрещивания представлены на графике (рис. 14.6) в форме зависимости от суммы частот рекомбинации в двух интервалах для каждой пары из трех использованных мутантов. При R₁ + R₂ < 0,01 наблюдаемое значение с для внешних маркеров превышает 70, что соответствует высоким отрицательным значениям I.

Четырех- или пятифакторное скрещивание позволяет наблюдать тройные и четверные перекресты. При этом также обнаруживается, что тройные и четверные обмены имеют место чаще, чем можно было бы ожидать, полагая, что они происходят независимо друг от друга.

Достаточно наивная и, как стало ясно впоследствии, неверная интерпретация этих наблюдений сводилась к предположению, что на небольших участках ДНК двойные перекресты возникают чаще, чем можно ожидать на основании данных о частоте кроссинговера для каждой пары генетических маркеров. Сегодня мы понимаем, что явление высокой отрицательной интерференции в действительности связано не с возникновением множественных кроссинговеров на небольших участках хромосомы, как можно было бы полагать, исходя из определения интерференции. Напротив, в основе этого явления лежат процессы, затрагивающие область единичного перекреста. Механизмы, обусловливающие высокую отрицательную интерференцию, наблюдавшуюся при фаговом скрещивании, оставались неясными до тех пор, пока аналогич-