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

14. Рекомбинация 133

Рис. 14.1. Общая рекомбинация - модель Холлидея. Обратите внимание, что перемещение области перекреста может приводить к образованию протяженных участков гетеродуплексной ДНК. Показаны два варианта промежуточной структуры при рекомбинации, отличающиеся поворотом на 180° вокруг вертикальной оси. Возможны два спо-	соба расщепления структуры креста: один из них приводит к рекомбинации маркеров, фланкирующих гетеродуплексную область ДНК, расщепление вторым способом не приводит к рекомбинации. (По Potter H., Dressler D., 1976. Proc. Nat. Acad. Sei. USA, 73, 3000.)

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

134 Экспрессия генетического материала

конверсии у грибов и высокой отрицательной интерференции (о которой также пойдет речь позже) у целого ряда организмов. Кроме того, генетический анализ рекомбинационных процессов у Е. сой позволил выявить и изучить in vitro ряд важнейших ферментов, участвующих в рекомбинации.

Консервативный разрыв и воссоединение

Важнейшим допущением в рамках модели, проиллюстрированной на рис. 14.1, является представление об образовании рекомбинантных молекул ДНК за счет разрыва и воссоединения цепей родительских молекул. Этот процесс происходит независимо от процесса полуконсервативной репликации ДНК. Консервативная природа рекомбинации была впервые выявлена при работе с фагом λ.

Фаги, размножавшиеся в клетках Е. coli, растущих на среде, содержащей тяжелые изотопы азота и углерода-¹⁵Ν и ¹³С, могут быть легко отделены от фагов, культивируемых на обычной среде, содержащей легкие изотопы ¹⁴Ν и ¹²С (рис. 14.2, А). На рис. 14.2, Б показано распределение по плотности фагового потомства, образующегося при инфекции «тяжелыми» фагами (множественность инфекции около 1) клеток, растущих на «легкой» среде. Большинство дочерних фагов содержит «легкую» ДНК, состоящую из двух новосинтезированных легких цепей. В небольшой части фагового потомства содержится ДНК, возникшая в результате полуконсервативной репликации родительской ДНК «тяжелых» фагов и состоящая из одной тяжелой и одной легкой цепи. Такие фаговые частицы характеризуются более высокой плотностью. На рис. 14.2, В показан характерный профиль распределения по плотности дочерних фагов, образующихся при заражении «легких» клеток «тяжелыми» фаговыми частицами с высокой множественностью инфекции ( ~ 20 фагов на клетку). В этом случае некоторые из вошедших в клетку фаговых геномов не успевают реплицироваться, а заново упаковываются в головки, образовавшиеся при созревании фагового потомства. Эти нереплицированные геномы можно идентифицировать в виде третьего, самого тяжелого пика при фракционировании смеси дочерних фагов. Изучение фагового потомства, образовавшегося при одновременной множественной инфекции клеток, растущих на легкой среде, тяжелыми фагами с двумя различными генотипами α + и + b, показало, что некоторые фаговые частицы с нереплицированным геномом характеризуются рекомбинантным генотипом +/+ (рис. 14.2, Г). Это означает, что рекомбинация родительских геномов может происходить независимо от репликации ДНК.

На рис. 14.1 показано, что образование рекомбинантных молекул ДНК за счет разрыва и воссоединения цепей сопровождается возникновением гетеродуплексного участка ДНК. Образование таких гетеродуплексов не обязательно связано с последующим «разрезанием» структуры Холлидея, которое приводит к рекомбинации фланкирующих генетических маркеров. Генетическим свидетельством образования гетеродуплексных молекул ДНК является факт существования гетерозиготных фагов λ, которые при инфекции с множественностью 1 фаг на