§ 4. Генетические рекомбинации.

Генетические рекомбинации – это обмены генетическим материалом, как между самими вирусами, так и между вирусами и клетками-хозяевами.

Р екомбинации могут осуществляться одним из четырех способов: 1) путем кроссинговера (crossing over - пересекание) (рис. 4А); 2) путем «прыгающей» транскрипции (рис. 4Б); 3) путем транслокации; 4) путем инсерции с последующей делецией. Первые два пути ведут к восстановлению нормального геном у рекомбинантов, что также известно как перекрестная реактивность.

Рекомбинация путем кроссинговера характерна преимущественно для ДНК-вирусов. Дефектные геномы двух родительских вирусов перекрещиваются, в месте перекреста нити ДНК разрываются и соединяются с чужеродными фрагментами. В результате рекомбинации у одного из рекомбинантных вирусов нормальный геном полностью восстанавливается.

Рекомбинация путем «прыгающей» транскрипции характерна для РНК-вирусов. При копировании «+»-нити в «-»-нить полимераза может «перепрыгнуть» с одной «+»-нити на другую, образуя гибридную «-»-матрицу РНК, не содержащую генетических дефектов.

Р екомбинация путем транслокации наблюдается у ДНК-вирусов с сегментированным геномом (наиболее часто у ортомиксовирусов) (рис. 5). Суть процесса состоит в обмене между родственными вирусами одним или двумя сегментами РНК, содержащими полноразмерные гены. Рекомбинации путем транслокации лежат в основе одной из форм генетической изменчивости вирусов, получившей название антигенный шифт (shift – перемещение). Антигенный шифт ведет к полному радикальному изменению одного или двух белков вируса-рекомбинанта, что резко изменяет его антигенные свойства.

Рекомбинации путем инсерции с последующей делецией характерны для ДНК- и РНК-вирусов, способных интегрировать свой геном в геном клетки-хозяина (ретро-, герпес-, адено-, гепадна-, полиомавирусы) (рис. 6).

Рисунок 6. Принцип реализации рекомбинации путем инсерции с последующей делецией.

А. Инсерция Б. Делеция

Вирусный геном

В

Г

А

Б

В

Г

Д

Е

А

Б

Д

Е

Вирусный Клеточный геном Клеточный геном

геном

В процессе инсерции вирусного генома в ДНК клетки-хозяина и последующего его выхода из генома клетки возможен отрыв и захват (делеция) клеточного гена, который включается в состав генома вируса. Наряду с прямой, возможна и обратная рекомбинация. В этом случае при выходе из клеточного генома вирус оставляет в нем клеточный ген, включенный в вирусный геном ранее. Рекомбинация путем инсерции с последующей делецией лежит в основе опухолевой трансформации.