Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Институт фундаментальной биологии и биотехнологии
Базовая кафедра биотехнологии
Молекулярные основы кроссинговера.
Типы рекомбинации
Кроссинговер
В 1911 г. Т. Морган нашел, что в гомологичной паре хромосом регулярно происходит обмен генами.
Кроссинговер — перекрест, взаимный обмен гомо логичными участками гомологичных хромосом в результате разрыва и соединения в новом порядке их нитей — хроматид; приводит к новым комбинациям аллелей разных генов. Протекает в мейотически, реже
— в митотически делящихся клетках.
|
Механизм |
|
кроссинговера |
Гаметы, образующиеся в результате |
Рис. 2 - http://megabook.ru/media |
|
|
кроссинговера |
|
Рис. 1 - https://fs00.infourok.ru
Типы кроссинговера
В зависимости от типа клеток
Мейотический |
|
Митотический |
|
|
|
Мейотический кроссинговер
Мейотический кроссинговер – генетически
обусловленный процесс. У большинства организмов кроссинговер характерен как для самок, так и для
самцов, но у некоторых (например, дрозофилы) он происходит только у гомогаметного пола (самок).
Важнейший механизм, обеспечивающий комбинативную изменчивость в популяциях и тем самым дающий материал для естественного отбора.
Может приводить к перекомбинации больших участков хромосомы с несколькими генами или частей одного гена, обеих нитей молекулы ДНК или только одной.
Процесс кроссинговера ведет к внутрихромосомным рекомбинациям наследственности.
События, происходящие в профазе I
Лептотена (тонкие нити)
Гомологичные хромосомы не спарены, состоят из двух тесно прилегающих связанных сестринских хроматид.
Зиготена
Материнские и отцовские гомологи объединяются
в пары (синапсис) и образуют
Пахитена (толстые нити)
Хромосомы утолщаются, видны
хроматиды (тетрады),
Диплотена
Гомологи разделяются, но
удерживаются вместе в области
хиазм (кроссинговер).
Диакинез
Хромосомы реконденсируются, хиазмы скользят по длине бивалентов.
Разрушение ядерной оболочки,
Митотический кроссинговер
Митотический кроссинговер
может происходить между
двумя несестринскими хроматидами на стадии
четырех хроматид.
В результате обмена
рецессивы переходят в гомозиготное состояние и
обусловливают появление участков тканей с рецессивными признаками.
Митотический кроссинговер возможен и
вполовых хромосомах, и
ваутосомах.
Рис. 3 - https://ru.wikipedia.org
Результат митотического кроссинговера зависит от ориентации
хроматид в метафазе и, соответственно, их распределения в
анафазе.
Типы кроссинговера
В зависимости от количества появившихся хиазм
Одиночный – образуется только одна хиазма, что приводит к обмену только одним участком ДНК гомологичных хромосом.
Двойной – образуются |
две |
|
Множественный – образуется |
||
хиазмы. |
Этот |
тип |
|
более, чем |
две хиазмы |
кроссинговера |
приводит |
к |
|
между |
несестринскими |
обмену двумя участками ДНК |
|
хроматидами |
гомологичных |
||
гомологичных хромосом. |
|
|
хромосом. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Одинарный и множественный перекресты хромосом
Одинарный перекрест
хромосом
Рис. 4 -
http://compendium.su/biology/entering/15.html
Множественный перекрест
хромосом
Рис. 5 - http://www.biostudent.ru/sceplennoe-
nasledovanie
Интерференция
Интерференция — это явление, сущность которого заключается в том, что кроссинговер, происшедший в одном участке хромосомы, препятствует кроссинговеру в близлежащих участках. Особенно сильно это сказывается, если гены расположены близко друг к другу.
Если кроссинговер в одном участке хромосомы препятствует обмену в другом, то это положительная интерференция. Очень редко интерференция
бывает отрицательной, когда кроссинговер усиливается.
Интерференция была открыта Г. Мёллером в 1916 г.
Типы рекомбинаций
1)Общая (гомологичная).
2)Сайт-специфическая.
3)Случайная (негомологичная).