Microsoft PowerPoint - GENETIKA REKOMBINACIJA.pdf

GENETIČKA REKOMBINACIJA
PREMJEŠTAJ VEĆIH DIJELOVA DNA UZVOJNICE S JEDNOG NA DRUGI
KROMOSOM
OPĆA REKOMBINACIJA
SPECIFIČNA REKOMBINACIJA

OPĆA REKOMBINACIJA
Genetička izmjena HOMOLOGNIH sekvenci DNA
Crossing-over
1. Nakon pucanja DNA uzvojnica dolazi do
njihovog prespajanja
2. Izmjena se može desiti bilo gdje uzduž
DNA uzvojnice
3. Na mjestu izmjene jedan lanac DNA veže
se s drugim lancem. Veza se zove
heterodupleks ( duga do 1000 b.p)
4. Rekombinacija se dešava precizno po
principu komplementarnosti
5. Ne dolazi do promjene redosljeda
nukleotida

HOLLIDAYEV MODEL REKOMBINACIJE
MOLEKULARNI MODEL REKOMBINACIJE PREDLOŽEN JE 1964. god. (Robin Holliday)
NA TEMELJU ISPITIVANJA REKOMBINACIJE U GLJIVICAMA I BAKTERIJAMA
1. Nastaje urez (engl. nick) na oba
roditeljska lanca
2. Lanci DNA djelomično se razmotaju i
izvrše nukleofilni napad na drugu
molekulu DNA
3. Dolazi do spajanja s
komplementarnim neprekinutim
lancem
4. Ligacija prekinutih lanaca stvara
ukriženje (Hollidayeva veza)

HOLLIDAYEV MODEL REKOMBINACIJE
Izomerizacija Hollidayeve veze
(kidanje i prespajanje ukriženih lanaca)
Rotacija donjeg
dijela strukture
(180º)
Rotacija desnog
dijela strukture
(180º)
Zarezivanje i
prespajanje
ukriženih lanaca
Zarezivanje i
prespajanje
ukriženih lanaca
Nerekombinantni heterodupleks
Rekombinantni heterodupleks

ENZIMI UKLJUČENI U OPĆU (HOMOLOGNU)
REKOMBINACIJU
Analiza rekombinacijski defektnih mutanata E.coli
Glavni enzim: Rec A

ENZIMI UKLJUČENI U OPĆU (HOMOLOGNU)
REKOMBINACIJU
-RuvA prepoznaje Hollidayevu vezu i
mobilizira RuvB
-RuvB katalizira pomicanje (migraciju)
ukriženja
-RuvC kida ukrižene lance
-Ligaza spaja krajeve lanaca

SPECIFIČNA REKOMBINACIJA
mjesno-specifična rekombinacija
engl. site-specific recombination
-Odvija se izmeñu specifičnih sljedova manje
homolognosti DNA
-Izmjena se može desiti na istoj ili različitoj DNA
-Posredovana je specifičnim rekombinacijskim
enzimima koji prepoznaju ciljni slijed nukleotida
-Dolazi do promjene redosljeda nukleotida

PROTOTIP SPECIFIČNE REKOMBINACIJE
Ugradnja virusne DNA (bakteriofag λ)
u genom E.coli
Virusna DNA se može:
-odmah replicirati i uzrokovati lizu
stanice domaćina (LITIČKI put)
-ugraditi (integrirati) u genom
stanice domaćina i postati njegov
dio (LIZOGENI put)
LITIČKI put
LIZOGENI put

INTEGRACIJA λ DNA PUTEM MJESNO-SPECIFIČNE
REKOMBINACIJE
att – attachment site
- Integracija nastaje kao rezultat
rekombinacije izmeñu specifičnih
slijedova attP i attB
- Reakciju katalizira INTEGRAZA
koji prepoznaje oba slijeda
- Integraza je kodirana virusnim
genomom

MEHANIZAM MJESNO-SPECIFIČNE REKOMBINACIJE
BAKTERIOFAGA λ
- odvija se unutar 15 nukleotida dugog slijeda
zajedničkog i attP (240 nukl.) i attB (25 nukl.)
slijedu
-integraza kida na specifičnom mjestu i stvara
jednolančane ljepljive krajeve
-Integraza katalizira izmjenu i ligaciju lanaca
(rekombinacija)

MJESNO-SPECIFIČNA REKOMBINACIJA VAŽNA JE ZA
STVARANJE IMUNIGLOBULINSKIH GENA
-imunoglobulini su grañeni od dva
teška i dva laka lanca povezana
disulfidnim vezama
- lanci imaju varijabilna i konstantna
mjesta
-Preslagivanjem gena stvaraju se
različiti imuniglobulinski geni u
različitim B limfocitima

TRANSPOZICIJA
-Premještaj sljedova unutar genoma (nije potrebna homologija)
-Pokretni elementi ili transpozoni (engl. Transpozable elements)
- gotovo 50% genoma čovjeka čine pokretni elementi
TRANSPOZICIJA POSREDOVANA DNA INTERMEDIJARIMA
TRANSPOZICIJA POSREDOVANA RNA INTERMEDIJARIMA

TRANSPOZICIJA POSREDOVANA DNA
INTERMEDIJARIMA
Bakterijski transpozoni:
Insercijski sljedovi (IS) dugi 800-2000 nukl. i sadrže gene za transpozazu i
omeñeni su obrnutim ponavljanjima (IR)
Kompleksni insercijski sljedovi dugi 5-20 kb i grañeni su od dva IS koji omeñuju
druge gene

TRANSPOZICIJA

TRANSPOZICIJA POSREDOVANA RNA
INTERMEDIJARIMA
VEĆINA POKRETNIH ELEMENATA U EUKARIOTA SU RETROTRANSPOZONI
Premještaju se reverznom transkripcijom RNA intermedijara
3 milijuna kopija transpozona (40% genoma čovjeka)
Mehanizam transpozicije sličan je replikaciji retrovirusa

Organizacija DNA retrovirusa
Virusni genom: geni za reverznu transkriptazu, integrazu i strukturne
proteine
Virusni genom je omeñen dugim terminalnim ponavljanjima (LTR)
Integrirani provirus omeñen je kratkim direktnim ponavljanjima DNA
domaćina