И.Ф. Жимулёв - Общая и молекулярная генетика (1117666), страница 16
Текст из файла (страница 16)
В рассмотренном выше примере расстояние между у и и может быть выражено значением 1,2 сантиморгана, между у и Ьс' -- 4,7, между ж и Ьс -- 3,5. И расположить эти три гена непротиворечиво можно только в следующем порядке: у — — м: — — Ьс'. За заслуги Т. Моргана в формулировании хромосомной теории наследственности в !933 г. ему была присуждена Нобелевская премия. 46 ОБ!ЦАЯ!Л МОЛЕКУЛЯРНАЯ ГЕР!ЕТ!ЛКА Генотип зпгот Число особей Гачегы Нскрсзесоверы АВС аЬс ЛВС!ссЬс 150 аЬс!аЬс !43 Кроссннговср между А и В АЬс аВС ,4ЬсдаЬс аВС/а/ю 79 !5 2 37 Кроссипговер между В и С АВс ссЬС ! 5 ссЬСуаьс 65 Кроссинговср между А и В, между В и С АЬС аВс АЬС!аЬс аВс!аЬс !4 27 8 Всего потомков 52! 100 а В с Данные о наследовании, сцепленном с полом, о нерасхождении хромосом, о сцепленном наследовании и кроссинговере, наряду с данными о хромосомном определении пола (см. гл.
14) привели к формированию хромосомной теории наследственности. Согласно этой теории, материальной основой сцепления является хромосома. Она представляет собой отдельную физическую единицу, фигурирующую в мейозе. Все гены, находящиеся в одной хромосоме. связаны между собой субстратом хромосомы и расположены в линейном порядке. После проверки всех генов на возможность сцепленного наследования друг с другом у дрозофилы можно выявить группы их сцепления. Число групп сцепления равно гаплоидному числу хромосом. 3.3.2.4.
Одинарный и множественный перекресты хромосом Перекрест, происходящий в одном участке хромосомы, называют одинарным, в двух точках - — двойным, в трех — - тройным, т. е. кроссинговер может быль множественным. Рассмотрим эту ситуацию на следующем отвлеченном примере (табл. 3.1). Были скрещены особи АВС(аЬс х аЬс(аЬс. Перекрест происходит в следующих точках между генами А и В, а также В и С'. А Ь С Если бы считали только одиночные обмены между генами А и С (79 ь 135 = 214), расстояние составило бы 41,1 сантиморгана. Однако при построении генетических карт учитываются все события кроссинговера. Между генами А и В произошло 93 обмена (79+ 14), В !9!9 г.
Дж. Холлейн предложил расстояние между двумя генными покусами, характеризующееся частотой кроссииювера в ! %, называть единицей Моргана (пь п. в англоязычной литературе). В России лля обозначения частоты кроссинговера, равной ! %, использовали термин «моргаиида». С 80-х гг. почти повсеместно как в русскоязычной, так и в англоязычной литературе используют термин «сантиморган» (сМ, ет англ. сепйМог8ап), Таблица 3.1. Расщепления в потомстве тригибрндов со сцепленными генами при анализирующем скрещивании [Лобашев.
1967. С. 239) поэтому расстояние между ними составляет 93!521 х 100 = 17„9 %. Считая аналогичным образом, определяем расстояние между В и С --- 28,6%. Таким образом, общее расстояние между А и С должно составлять примерно сумму расстояний между А и В и В и С, т. е. 17,9 + 28,6 = 46,5 сантиморгана. Разница в 5,4 сМ возникает за счет двойного кроссинговера. Дело в том, что на протяженных участках такой кроссинговер очень трудно учитывать. Например, в случае происшедшего двойного кроссинговера между генами А и С оба оин останутся на своих местах и факт обмена между ними останется незамеченным: При этом чем дальше гены отстоят друг от друга, тем больше вероятность двойного кроссинговера, следовательно„чем меньше расстояние между генами, тем оно точнее может быть определено. Для учета двойных обменов между генами А и С нужно иметь маркер между ними.
В нашем примере маркером двойного кроссинговера является ген В. Поэтому к суммарной частоте одиночных кроссоверов (41,1 %) прибавляют удвоенную частоту двойных кроссоверов (2,7 х 2 = 5,4%), в результате чего получает- Гзиви 3. МОРГАНИЗМ вЂ”. ХРОМОСОМНАЯ ТЕОРИЯ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ 47 ся общее расстояние 41,1 ь 5,4 = 46.5 %.
Удвоение доли двойных кроссоверов необходимо в связи с тем, что каждый двойной кроссинговер возникает благодаря двум независимым одиночным разрывам. 3.3,2.5. Ингперференция Установлено, что в опыте доля двойных кроссоверов оказывается ниже теоретически ожидаемой. Если гены А, В и С (см. табл.
3.1) расположены близко друг к другу, то одиночный обмен на участке между генами А и В подавляет таковой на участке между генами В и С. По мере удаления гена С возможность второго обмена увеличивается. Интерференция --. это явление, сущность которого заключается в том, что кроссинговер. происшедший в одном участке хромосомы, препятствует кроссинговеру в близлежащих участках.
Особенно сильно это сказывается, если гены расположены близко друг к другу. Интерференция была открыта Г. Меллером в 1916 г. Если кроссинговер в одном участке хромосомы препятствует обмену в другам, то это положительная интерференция. Очень редко интерференция бывает отрицательной. когда кроссинговер усиливается. В примере, приведенном в разд. 3.3.2.4, гены А и В разделены расстоянием 17,9 сМ, а В и С вЂ” 28„6 сМ.
Если обмены на участках АВ и ВС происходят как независимые и случайные события, то вероятность двойного кроссинговера между генами А и С" должна соответствовать произведению вероятностей перекреста на участках АВ (17,9) и ВС (28,6), т. е. 17,9 э( 28,6 = 5,12 %.
Однако в опыте получено всего 14 особей (2„7 %). Это снижение происходит за счет интерференции. Количественно интерференция выражается как отношение наблюдаемого числа двойных обменов к числу теоретически ожидаемых. Это отношение называют коинциденцней, т. е. величиной совпадения; в данном случае 2,7'5,!2 = 0,53, или 53 %. На небольшом расстоянии, где имеет место влияние одного гена на другой„величина совпадения аудит меньше единицы. Интерференция является свойством района хромосомы. 3.3.2.6. Неравный кроссинговер Обычно кроссинговер --- очень точный процесс. и основа этого в молекулярной гомологии участков хромосом, вступающих в кроссинговер.
В результате происходит обмен равными участками хромосом с равным числом ~)ЯЯ и й в Фенотипы мух дикого типа (и) н с мутациями В (б) н ВВ (к) генов. В редких случаях наблюдаются разрывы не в тождественных участках — — это неравный кроссинговер. Глаза дрозофилы дикого типа имеют 800 фасеток, у особей, гетерозиготных по мутации Ваг (Вуек), фасеток около 350„у гомозигат В/В число фасеток снижается до 70, а у мутанта «двойной Виги (ВВ) — до 50 у гетерозиготы ВВй- и до 25 — — у гомозиготы ВВУВВ (рис. 3.7). А. Стертевант предположил в 1925 г., что фенотипическое проявление гена В связано не с нарушением самого гена.
а с изменением его дозы путем неравного кроссннговера. В результате скрещивания 7' В~ьУ 7 В ~и эс 7'В'7)и' У были получены, в частности, следующие классы потомков: —. некроссоаерные самки: 7 Внии'(7 В' ~н и г В 7и7 В'7и: -- кроссоверные самцы; / В 7й", (' В 7и; — некроссоверные самцы; /' В )и' и 7 В 7и; — самцы «двойной Вигя: / ВВ Вн и 7 ВВ7й; -- мухи с нормальными глазами: 7 В' ф' нли 7' В' 7и.
Последние два класса были немногочисленными. Стертевант предположил. что появление мух с фенотипами ВВ илп В' связано с изменением дозы гена за счет обмена гомологнчных хромосом не совсем одинаковыми участкачи (рис. 3.8). При образовании кроссоверных гамет происходит увеличение дозы одной части локуса В у особей 7'" ВВ 1и и потеря части локуса В у кроссоверов 7 В')и'. В политенных хромосомах ген Виг находится в диске 16А1-2 в хромосомах дикого типа, у мутантов Впг этот район хромосомы дуплицнрован, а у мутантов ВВ -- утроен. Исследователи трех лабораторий установили этот факт независимо друг от друга: Г. Меллер, А. А.
Прокофьева-Бельговская и К. В. Косиков, Е. Н. Волотов, а также К. Бриджес. ОБЩАЯ И МОЛЕКУЛЯРНАЯ ГЕНЕТИКА В )и' иэ"' 1 и"" Без кроссннговсра Кроссннговср к и"" Т н и' Схема мнтотического кроссинговера Х В /и Схема неравного кроссннговера Таким образом, вследствие неравного кроссннговера участок одной из гомологичных хромосом может удвоиться нли утроиться, а в другой теряется фрагмент. Аналогичное удвоение участка хромосомы было обнаружено у кукурузы. 3.3.2.7.
)к)итотический (соматический) кроссинговер До сих пор мы рассматривали обмены участками хромосом, происходящие в ходе мейоза. Однако, как выяснилось, кроссинговер может происходить и в соматических клетках в течение клеточного цикла. Такой кроссинговер может быть обнаружен, если он осуществляется на стадии четырех хроматид (рис. 3.9). Прн этом в ингерфазе гомологнчные хромосомы конъюгируют и входят в митотнческое деление спаренными. У самки дрозофилы, гетерозиготной по двум аллелям гена ж', отвечаюшего за окраску глаз (ж — белые глаза н и" — глаза ко- раллового цвета), глаза имеют розовый цвет. В клеточном цикле, когда образуются четыре хроматиды, они могут перекрещиваться.
Если в это время клетки подвергаются какому-либо сильному воздействию, например облучаются рентгеновскими лучами, может произойти обмен фрагментами несестринских хроматид. В результате в одной из дочерних клеток окажутся две хромосомы с аллелем ю„а в другой -- две хромосомы с аллелем н" и образуются клетки, генотипы которых различаются. На фоне общего розового цвета глаз, характерного для гетерозигот и и", появляется одна клетка белого цвета и одна темно-красного. Две клетки, возникшие как следствие одного митоза, при последующем размножении дадут два вида пятен, примерно равных по размеру и проявляющих два разных рецессивных признака.
Наличие таких пятен свидетельствует о происшедшем митотическом кроссинговере. 3.3.2.8. Факторы, влияющие на кроссинговер Кроссинговер обнаружен почти у всех изученных видов животных и растений (см. более подробно: Лобашев, 1967. С. 277-283), однако формирование обменов хромосом зависит от пола, например, у самцов дрозофилы и самок шелкопряда (оба пола гетерогаметные) кроссинговер не происходит. Общая частота может быль различной в ооцитах и спермиях. У человека рекомбннация происходит в два раза чаще у женщин„чем у мужчин.
На частоту кроссннговера влияют внешние условия (температура и др.), стадии развития (возраст), пол, генотип (определенные гены илн структурные изменения хромосом). Ю Одна клетка— окраска и Вторая клетка— 'Р '" н"' Глиеи 3. МОРГАНИЗМ вЂ” ХРОМОСОМНАЯ ТЕОРИЯ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ 49 л 1 35 15 1О 5 0 21 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 Кривая, характеризующая частоты кроссинговера в левом плече второй хромосомы О. тле!алодалтег (АзЬЬпгпет, 1989. Р, 454].
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
