0000006(1)

Morgan i jego współpracownicy wykonali ogromną ilość różnych krzyżówek, które potwierdziły istnienie genów sprzężonych i rekombinacji między nimi.

UWAGA: 1. Przedstawiony powyżej przykład w pewnym sensie został „wzięty z sufitu*’, ponieważ

u samców Drosophila melanogastcr prawic wcale nic zachodzi Crossing over — ani między heterosomami (co akurat nie dziwi), ani pomiędzy autosomami! Potraktuj więc powyższe rozważania jako uproszczony model. Jeśli zaś jesteś naprawdę gęsty — potrafisz policzyć, jakie wyniki powinny „wyjść” w F, (odległość 18,6 j.m. jest zbliżona do rzeczywistej). Tym, którzy nic lubią tracić czasu na obliczenia proponuję zaokrąglić odległość do 20 j.m.

2. Badania z ostatnich lat wykazały, że chromosom Y ssaków ma krótki fragment homologiczny do fragmentu chromosomu X. Między nimi może dochodzić do rekombinacji (zostawmy jednak coś na studia).

Ćwiczenie: Dokonaj analizy krzyżówki muszek pochodzących z linii czystych: o skrzydłach nor

malnych i czarnym ciele (CCdd) z muszkami o zredukowanych skrzydłach i ciele brązowym (ceDD). Odległość C<->D = 18,6 j.m. (pomiń treść akapitu UWAGA). Zauważ później, że w F, wyniki są inne niż w analizowanym przykładzie. Dobrze byłoby wykonać dodatkowo krzyżówkę testową z muszkami ccdd. Wnioski pozostawiam tobie.

MOLEKUŁARNE PODŁOŻE REKOMBINACJI NIE ZOSTAŁO JESZCZE POZNANE

Dzisiaj wiemy, że wymiana odcinków DNA może zachodzić zarówno pomiędzy homolo

gicznymi chromosomami organizmów eukariotycznych jak i homologicznymi sekwencjami DNA u bakterii oraz wirusów. Morgan, który jako pierwszy opisał Crossing over, nic miał tej wiedzy, którą my dysponujemy. Mógł więc jedynie pokusić się o wytłumaczenie tego zjawiska w kategoriach formalno-opisowych. Badacz ten założył więc, że w czasie Crossing ovcr dochodzi do ..pękania" chromatyd i „przekładania” niektórych ich odcinków (por. Ryc. 70).

Ry<- 70. Model rekombinacji zaproponowany prze: Montana (do dzisiaj jest on słuszny w kalesonach opisowych).

Morgan nic wiedział więc, bo i skąd, że Crossing over zachodzi wyłącznic pomiędzy odcinkami DNA o identycznej sekwencji nukleotydów, a jednocześnie, że dwuniciowy DNA nie ma żadnych możliwości rozpoznawania obszarów komplementarnych. Molekularne podłoże takiego „odnajdywania się" i wymiany odcinków homologicznych nic zostało jeszcze zbadane. Nieliczne, konkretne fakty udało się zebrać niemal wyłącznie analizując rekombinację w układach prokariotycz* nych. Prawdopodobnie w komórkach Eucaryota ogólny mechanizm jest podobny, ale szczegóły nie są znane.

Większość danych pochodzi z badań wydarzeń zachodzących w czasie koniugacji w bakteriach E. coli. Rekombinacja ma w nich miejsce, gdy z komórki dawcy do komórki biorcy zostaje przekazany nowy DNA (por. ROZDZ: 3). Do tej pory jedyny, realny model tego procesu został opracowany przez Holliday’a, ale i ten mechanizm nie został do końca udowodniony (por. Ryc. 71). Zgodnie z propozycją Holliday’a w rekombinacji uczestniczą liczne, specyficzne białka. Część z nich dokonuje pojedynczych nacięć nici leżących blisko siebie homologicznych odcinków DNA. Inne białka łączą przecięte nici. ale w układzie „na krzyż”. Kolejnym etapem jest charakterystyczne przesuwanie się wspomnianego „krzyża”. Prowadzi to do powstania odcinka hybrydowego DNA (tzw. hetcroduplcksu). Następnym krokiem jest obrócenie się cząsteczek DNA wokół miejsca skrzyżowania nici (na Ryc. 71 celowo obróciłem tylko „górną" cząsteczkę). Kolejne białka nacinają nici ulegające wymianie, inne łączą nici w nowych „układach”. Końcowym efektem jest więc powstanie dwóch zrckombinowanych cząsteczek DNA o odcinkach wymienionych „na lewo” od miejsca Crossing over.

naciyoc nKi w .N^McJntch c/ijMcczkach

DNA

DNA

co

formowanie tzw. figury MolluLiy j

nacinanie mci we wdrażanych micpoch i ponowne łączenie w innym „układzie"

obraz po rekombinacji (C£tMcc/ki zoMafy „wyprostowane")

Ryc. 71. Hipotetyczny model molekularnego mechanizmu rekombinacji homologicznej (c.o. — nuejsce wystąpienia Crossing over. nożyczki symbolizują enzymy, zacienion-any obszar wskazuje rejon zrekombmowany).

113