Кроссинговер и перетасовка экзонов?

Кроссинговер в первую очередь происходит из-за гомологичной рекомбинации (HR). С молекулярной точки зрения, это может произойти между любыми гомологичными областями, и нет необходимости в скрещивании всего аллеля. В процессе HR происходит двухцепочечный разрыв ДНК. Далее следует резекция (экзонуклеолитическая деградация одной из цепей — 5'→3', от точки разрыва) комплексом MRX, что приводит к образованию концов оцДНК. Длина этих концов оцДНК определяет общую длину области кроссовера.

                      

---

^{Взято из : Бранцеи, Даны и Марко Фояни. « Регулирование репарации ДНК на протяжении клеточного цикла » . Обзоры природы Молекулярная клеточная биология 9.4 (2008): 297-308.}

Эта длина может составлять от 1,5 до 10 тысяч пар оснований в зависимости от кинетики репарации, возможно, в среднем 3 тысячи пар оснований (более чем в половине случаев) ^{[ 1 , 2 ]} . Поэтому автор предполагает, что вероятность внутригенного кроссовера будет увеличиваться с увеличением длины интрона. Однако, насколько мне известно, нет недавних отчетов, подтверждающих эту гипотезу.

Редактировать:

Возвращаясь к исходному вопросу. Нет необходимости, чтобы скрещивались целые аллели. Как правило, в геноме есть несколько «горячих точек» рекомбинации, окруженных так называемыми блоками LD (неравновесие по сцеплению). Блок LD не обязательно должен охватывать весь ген, как заметил Twells et al. (2003) ^{[ 3 ]} :

ЛД разрушается в области LRP5 g.5257T → G–LRP5 g.28149C → T в интроне 1 гена LRP5. Наблюдается второй блок очень сильного LD (‖D'‖ > 0,9), LRP5 g.28149C → T–LRP5 g.45704G → A, охватывающий 17,6 т.п.н. от интрона 1 до интрона 3 гена LRP5.

---

Использованная литература:

1. Чанг, Ву-Хён и др. « Дефектная резекция двухцепочечных разрывов ДНК приводит к образованию теломер de novo и усиливает нацеливание генов » . PLoS Genet 6.5 (2010): e1000948.

2. Чжоу, Йи и др. « Количественный анализ промежуточных продуктов резекции двухцепочечных разрывов ДНК в клетках человека » . Исследование нуклеиновых кислот (2013): gkt1309.

3. Твеллс, Ребекка С.Дж. и др. « Структура гаплотипа, блоки LD и неравномерная рекомбинация в гене LRP5 » . Genome Research 13.5 (2003): 845-855.

1) Происходит ли кроссинговер между локусами генов или может происходить внутри них?

События кроссинговера могут происходить внутри генов в интронах и/или экзонах и по-прежнему приводить к жизнеспособным гаметам. В тексте говорится, что увеличение длины интронов увеличивает вероятность кроссинговера, что в основном верно. Это упрощено, и есть точки пересечения и области с низкой вероятностью. Перетасовка экзонов между совершенно разными генами не может происходить путем кроссинговера; существуют и другие механизмы, которые могли бы привести к такого рода структурным перестройкам в гаметах.

2) Будет ли новый аллель образовываться путем кроссинговера между экзонами, и является ли это типом мутации?

Новый аллель может образоваться, если одно расположение экзонов — аллель1, другое — аллель2, а кроссинговер с участием 1 и 2 — однозначно аллель3. Если это происходит в результате кроссинговера, это не мутация. Кроме того, в аллеле3 нет «нового» генетического материала, даже если его можно считать новым аллелем; это всего лишь новая комбинация последовательности, которая существовала в 1 и 2.