ГЛАВА 31. Перестройки генов: рекомбинация, транспозиция и клонирование

Тема настоящей главы - перестройка генов путем перемещения крупных участков ДНК. Прежде всего мы обсудим процесс генетической рекомбинации, при котором новая молекула ДНК возникает путем разрыва и воссоединения цепей ДНК. Вероятность генетической рекомбинации существенно увеличивается при наличии обширных участков гомологии между взаимодействующими молекулами ДНК. Были выделены промежуточные продукты рекомбинации, а сравнительно недавно был охарактеризован и фермент, катализирующий взаимный обмен цепей ДНК. Затем мы обсудим транспозицию - перемещение гена из одной хромосомы в другую или с одного места на другое в пределах одной хромосомы. В отличие от общей рекомбинации для транспозиции не нужны протяженные участки гомологии. У прокариот присутствие так называемых последовательностей-вставок, или -элементов (от англ. insertion sequences), сообщает подвижность неродственным фрагментам ДНК, обеспечивая их соединение. Рекомбинация и транспозиция сыграли важную роль в эволюции, так как они приводили к возникновению новых геномов. В конце настоящей главы мы рассмотрим конструирование новых комбинаций генов в пробирке и их выражение в клетках-хозяевах. Гены можно ковалентно соединить с ДНК плазмид и вирусов с помощью ре-стриктирующих эндонуклеаз и ДНК-лигазы. Такие рекомбинатные молекулы ДНК могут реплицироваться и экспрессироваться в подходящих клетках-хозяевах. Кроме того, мы обсудим важность клонирования генов и возможность его практического применения. Исследования рекомбинации и транспозиции и разработка методов клонирования идут исключительно быстрым темпом. В результате этих работ возникают новые плодотворные методы изучения геномов, которые позволяют глубже проникнуть в механизмы их эволюции и выражения.