Введение

Сестринский обмен хроматидами (SCE) - это обмен генетическим материалом между двумя идентичными сестринскими хроматидами. Впервые он был обнаружен с использованием метода окрашивания Гиемса на одной хроматиде, принадлежащей к комплексу сестринских хроматид до анафазы в митозе. Окраска показала, что несколько сегментов были переданы сестринской хроматиде, которые не были окрашены. Цветение Giemsa было возможно благодаря наличию аналогичной основы бромодеоксиуридина, которая была введена в желаемый хроматид. Причина (SCE) неизвестна, но она требуется и используется в качестве мутагенного тестирования многих продуктов. Четыре-пять сестринских обменов хроматид на пару хромосом, на митоз, в нормальном распределении, в то время как 14100 обменов не является нормальным и представляет опасность для организма. СКЭ повышен в патологиях, включая синдром Блума, имея частоту рекомбинации ~10100 раз выше нормы, в зависимости от типа клеток. Частые СКЭ могут также быть связаны с образованием опухолей. Семьяно-хроматидный обмен также наблюдается чаще при болезни Бехеца.

Митоз

Митотическая рекомбинация в зарождающихся дрожжах Saccharomyces cerevisiae в основном является результатом процессов восстановления ДНК, реагирующих на спонтанные или индуцированные повреждения, возникающие во время вегетативного роста. (Также рассмотрен в Bernstein и Bernstein, стр. 220-221) Для того, чтобы клетки дрожжей восстанавливали повреждения путем гомологичной рекомбинации, в том же ядре должна присутствовать вторая молекула ДНК, содержащая гомологию последовательности с исправляемой областью. В диплоидных клетках в фазе G1 клеточного цикла такая молекула присутствует в виде гомологичной хромосомы. Однако в фазе G2 клеточного цикла (после репликации ДНК) присутствует вторая гомологичная молекула ДНК: сестринская хроматида. Данные свидетельствуют о том, что из-за особых близких отношений, которые они разделяют, сестринские хроматиды не только предпочтительнее, чем далекие гомологичные хроматиды, в качестве субстратов для рекомбинационного восстановления, но и имеют способность восстанавливать больше повреждений ДНК, чем гомологи.

Мейоз

Геном диплоидных организмов в естественных популяциях очень полиморфен для вставки и удаления. Во время мейоза двойные нитевые разрывы (DSB), которые образуются в таких полиморфных областях, должны восстанавливаться путем обмена между сестринскими хроматидами, а не путем обмена между гомологами. Молекулярное исследование рекомбинации во время мейоза в зародыше дрожжей показало, что события рекомбинации, инициированные DSB в областях, в которых отсутствуют соответствующие последовательности в несестринском гомологе, эффективно восстанавливаются рекомбинацией между сестринскими хроматидами. Эта рекомбинация происходит с тем же временем, что и рекомбинация между гомологами, но с уменьшенным (2- 3 раза) количеством молекул соединения Холлидейского стыка. Это исследование и сопоставимые данные из других организмов (например, Peacock) показывают, что рекомбинация между сестренками часто происходит во время мейоза, и до одной трети всех случаев рекомбинации происходит между сестренскими хроматидами, хотя в основном путем, который не включает промежуточные соединения Холлидей. Не перекрестные события являются наиболее частым исходом рекомбинации. Для двойных нитей ДНК, вызванных в течение мейотической профазы I, сестринский или внутрихроматидный субстрат доступен в качестве рекомбинационного партнера по ремонту.