74. Спадкування ознак залежних від статі та обмежених статтю

Ознаки, обмежені статтю – це ознаки, гени яких знаходяться в аутосомах, але виявляються лише в одній зі статей. Прикладами таких ознак є яйценосність птахів і молочність ссавців. Особини чоловічої та жіночої статей мають гени цих ознак, але їх прояв є можливим лише в самок, оскільки самці позбавлені необхідних для цього органів.

Ознаки, залежні від статі. Гени цих ознак містяться в аутосомах і можуть виявлятися у представників обох статей, але тип спадкування (рецесивний або домінантний) залежить від статі. Наприклад, ознакою, яка залежить від статі в людини, є облисіння. Алель, котрий відповідає за часткове облисіння у чоловіків, є домінантним і, відповідно, ознака виявляється за наявності однієї його копії. У жінок фенотиповий прояв цієї ознаки потребує присутності в генотипі двох копій алеля, тобто той самий алель поводить себе як рецесивний. Експресія генів залежних від статі ознак визначається гормональним статусом, і в результаті гетерозиготи різних статей мають різні фенотипи. Аналогічно спадкуються ознаки рогатості та комолості в овець.

75. Типи нуклеінових кислот у вірусів.

Нуклеїнова кислота	Вид НК	Представники
ДНК	Лінійна одноланцюгова	Парвовіруси
	Кільцева одноланцюгова	Фаги, на приклад, φХ174
	Лінійна дволанцюгова	Аденовіруси, герпесвіруси
	Кільцева дволанцюгова	Вірус папіломи, вірус SV 40
	Дволанцюгова кільцева з одно ланцюговою ділянкою	Вірус гепатиту В
РНК	Дволанцюгова лінійна фрагментована	Реовіруси, віруси цитоплазматичного поліедрозу комах
	Одноланцюгова позитивна (суцільна, сегментована)	Пікорнавіруси, тога віруси, корона віруси, ретровіруси
	Одноланцюгова негативна (суцільна, сегментована)	Ортоміксовіруси, параміксовіруси, рабдовіруси
	Одноланцюгова амбісенсова	Аренавіруси

БІЛЕТ 5

76. Типи рекомбінації ДНК. Базові молекулярні механізми гомологічної рекомбінації.

Серед процесів рекомбінації, які приводять до генетичного розмаїття, розрізняють такі:

• Гомологічна рекомбінація - обмін ділянками між досить довгими молекулами ДНК із гомологічними послідовностями пар основ. Відбувається в усіх організмів, які розмножуються статевим шляхом, між гомологічними хромосомами при мейозі (кросинговер), а також при мітозі та в прокаріотів - наприклад, після кон'югації двох бактеріальних клітин і проникнення ДНК з однієї в іншу.

• Сайт-специфічна рекомбінація - вирізання / вбудовування однієї молекули ДНК із/в іншу, або зміна орієнтації (інверсія) фрагмента ДНК у межах однієї молекули. Рекомбінація цього типу здійснюється за рахунок упізнання специфічними білками коротких елементів послідовності ДНК.

• Незаконна рекомбінація - об'єднання двох молекул ДНК, які не мають ані гомології, ані специфічних елементів послідовності.

• Переміщення в межах геному мобільних елементів послідовності ДНК.

Необхідною умовою для здійснення гомологічної рекомбінації є загальна гомологія між двома молекулами ДНК по всій довжині. Ініціюючою подією є дволанцюговий розріз в одній з гомологічних молекул. Цей розріз розширюється шляхом 5'-екзонуклеазної деградації ДНК у результаті в місці розрізу залишаються два одноланцюгові 3'-хвости. Один із них здійснює інвазію – утворює подвійну спіраль з антипаралельним ланцюгом інтактної гомологічної молекули ДНК. Інший ланцюг цієї останньої, відповідно, виштовхується з дуплекса у вигляді одноланцюгової D-петлі. D-петля, разом із 3'-хвостом, здатна переміщуватись у пошуку гомології максимальної комплементарності в межах подвійної спіралі, що утворилася між ланцюгами двох гомологічних молекул ДНК. На наступному кроці відбувається репараційний синтез ДНК: два 3'-кінці розірваної молекули ДНК подовжуються ДНК-полімеразами з використанням у ролі матриць двох ланцюгів інтактної молекули. Під час рекомбінації відновлення цілісності ДНК є тільки завершенням початкового етапу. У результаті інвазії та репараційного синтезу дві молекули ДНК об'єднуються в чотириланцюгову структуру з двома перехрестями ланцюгів - структурами Холідея. Кожна структура Холідея може переміщуватись (так звана міграція гілки), результатом чого є подовження гетеродуплекса -

подвійної спіралі між двома майже комплементарними ланцюгами двох гомологічних молекул ДНК. Вважається, що відбуваються початкові стадії гомологічної рекомбінації в більшості про- та еукаріотів. Але механізми цих процесів найкраще вивчені для бактерій. В E. coli два кінці розірваної молекули ДНК упізнаються комплексом трьох білків - recBCD, який має геліказну та екзонуклеазні активності. Комплекс починає рухатися, руйнуючи подвійну спіраль і одночасно

деградуючи ДНК за рахунок своїх 5'- та 3'-екзонуклеазних активностей. У так званому χ-сайті (сайт підвищеної частоти рекомбінації в E. coli - послідовність довжиною вісім пар основ, що зустрічається із середньою періодичністю у 5 тис. пар основ) 3'-екзонуклеазна активність гальмується, результатом чого є утворення одно ланцюгового 3'-кінцевого хвоста. Цей хвіст відразу вкривається білком recА. Останній має два сайти зв'язування з ДНК, за рахунок першого з них і відбувається (у присутності АТР як кофактора) кооперативна взаємодія з одноланцюговою ДНК: молекули білка оточують полінуклеотидний ланцюг, формуючи на його поверхні праву спіраль. Саме цей комплекс і здійснює інвазію в подвійну спіраль інтактної гомологічної молекули ДНК: другий сайт взаємодії recА з ДНК використовується на цій стадії для утворення комплексу з двома ланцюгами гомологічних молекул ДНК. За умови комплементарності двох ланцюгів здійснюється гідроліз АТР, після чого recА втрачає спорідненість до ДНК, залишаючи сформований гетеродуплекс. структура Холідея фіксується завдяки її взаємодії з гомотетрамерним білком ruvA: білок зв'язується з центром хреста, утримуючи чотири одноланцюгові ділянки у приблизно планарній квадратній конфігурації.

З ruvA та двома дуплексами, що виходять з хреста у протилежних напрямках, взаємодіє білок ruvВ (шість субодиниць, які оточують подвійну спіраль кільцем). RuvВ працює як АТР-залежна геліказа (або, швидше, як комплекс ремоделювання хроматину): два гексамери ruvВ генерують обертальні рухи подвійної спіралі у протилежних напрямках, що приводить до протягування ланцюгів через комплекс ruvА/ruvВ. Саме активність ruvВ і забезпечує переміщення структури Холідея - міграцію гілки з одночасним подовженням гетеродуплекса. Останньою подією рекомбінації є розділення (resolution) структури Холідея резольвазою - білком ruvС. Резольваза є ендонуклеазою, дві молекули якої взаємодіють з комплексом ruvА/ruvВ і двома ланцюгами хреста, розташованими один навпроти одного: є два рівноймовірні варіанти такого зв'язування. Отже, резольваза робить дволанцюговий розріз через хрест двома можливими шляхами. Після наступного зшивання розривів лігазою залишаються дві дволанцюгові молекули ДНК. Таким чином, рекомбінація при розділенні структур Холідея відбувається з імовірністю 50 %.