И.Ф. Жимулёв - Общая и молекулярная генетика (1117666), страница 75
Текст из файла (страница 75)
9,19, а). Окраска хромосомы более чем одним цветом свидетельствует о наличии транслокацни (рис. 9.19, б). Если сделать библиотеку фрагментов Д1-!К не из целой хромосомы, а из отдельных участков индивидуальных хромосом, то можно идентифицировать положение этих участков (рис. 9.20).
251 Г>лло >> СТРОГД!ИЕ И ФУ!!К!(ИОНИРОПАНИГ ХРОМОСОМ Фрагмент теряется ~~вв ° Мпо>оцветпая исчерчеппость пятой хромосомы человека (Регйпвоп-Яппй>, !'>97.-- Иее Рубцов, Карамышева, 2000). Слева — хромосома, враскраепепввял 22 полосами по результатам Р!5Н, справа — хромосома, окрв- шспвяя 6-окраской Уже в настоящее время в ряде диагностических центров некоторые варианты многоцветной Р1ВН используются в качестве рутинных методик при анализе хромосомных перестроек у человека.
Привлекательность метода заключается в том, что слабый сигнал при обычной гибридизации (и л(и может быть многократно «усилен» еще на препарате, а затем «доработанв с помощью ССГ)-камеры компьютера, в результате чего легко выявляется даже в митотических хромосомах. Поэтому Р)БН широко используется в цитогенетических работах: с 1995 по 1998 г.
в мире ежегодно публиковали почти по 1000 статей с использованием этого метода [МасГ)гелос, 20001. 9.4.4. «Правило )Иеллера» и синтенил В !911 г. У. Робертсон (%. Во(>еггвоп) обнаружил, что метацентрическая хромосома у одного из видов прямокрылых насекомых соответствует двум акроцентрическим хромосомам у другого вида и заключил, что в ходе эволюции метацентрики могут возникать за счет слияния акроцентриков. Такие слияния целых плеч хромосом стали называть робертсоновскими Схема формирования метацеитрической хромосомы из лвух лкроцентриков за счет робертсоновской траислокацин слияниями (транслокациями) (рис. 9.21).
Число больших плеч хромосом при этом остается близким к постоянному. В 1934 г. Н. П. Дубинину удалось изменить число хромосом в кариотипе экспериментальным путем. Вначале с помощью транслокации четвертую хромосому дрозофилы перенесли на у-хромосому. Потом посредством кроссинговера между гибридной хромосомой 4 — У и Л'-хромосомой четвертая была перенесена на Х-хромосому.
После этого у самок хромосома 4-Хбыла переведена в гомозиготу, в результате чего в кариотипе стало 3 пары хромосом. У самца кариотип содержал по две пары аутосом, 4-Л' и 4 — К т. е, тоже шесть хромосом. Таким образом, возникла раса с тремя парами хромосом. Еще через два года были опубликованы результаты создания расы с пятью парами хромосом, у которой были 3 пары нормальных хромосом (Х, вторая и четвертая), а также две пары перестроенных: хромосома, состоящая из части левого плеча 3-й хромосомы и центромеры хромосомы 4, и хромосома, состоящая из правого плеча и проксимальной части левого плеча 3-й хромосомы.
Эти работы показали возможность экспериментального превращения кариотипа у животных как в сторону уменьшения числа пар хромосом, так и в сторону увеличения. Робертсоновские слияния происходят в ходе эволк>ции в популяциях, в том числе и в популяциях человека. В 190>0 г. П. Полани (Р. Ро)ап!) с соавторами показали, что синдром Дауна возникает в результате робертсоновской транслокации. Кариологаыи было установлено, что у человека 23 пары хромосом, а у крупных человекообразных обезьян — 24. В результате кариологического анализа удалось выяснить, что два плеча крупной второй хромосомы человека соответствуют двум разным хромосомам обезьян (это хромосомы !2 и 13 у шимпанзе и 13 и 14 у гориллы и орангутана). В 1940 г.
Г. Меллер предположил, что б плеч хромосом, составляющих кариотип разных ви- ОБП[АЯ И МОЛЕКУЛЯРНАЯ ГгзНГзТИКА 8(й( Н(2 Выявление пзмологии между хромосомами че ювека и бурундука с помощью метода гЕоо-р)8Н. ДНК из хромосом )2 (мечены красным цветом) и 22 (мечены зеленым цветом) человека ~ ибрндизовалн с хромосомамн бурундука (синий цвет). Видно, цо маркеры из двух разных хромосом человека занимают во две пары хромосом бурундука, содержащих оба маркера.
Фотография любезно предоставлена А. С. Графодатским дов дрозофил, сохраняются в эволюции неизменными. По его мнению, кариотип всего рода состоит из 5 палочковидных хромосом и точечной шестой хромосомы, в которых в ходе эволюции происходили лишь парацентрические инверсии и центрические слияния, в резудьтате чего у близких видов группы сцепления сохраняются неизменными. Годом позже А. Стертевант и Ю.
Новицкий, картируя гены и составляя генетические карты у разных видов дрозофил, нашли, что элементы хромосомного набора имеют определенные и постоянные серии генов. Различия выявляются главным образом в порядке расположения генов в пределах каждой группы. Например, у П. нзе1аиодгкапщ такие гены, как з) и; «и и г находятся в Х-хромосоме.
У других видов дрозофил эти гены также располагаются в Х-хромосоме, однако порядок их сильно отличается из-за большого числа инверсий. Гомеология между различными хромосомными элементами была найдена для 26 видав дрозофил. В 80-90-х гг. нашли гомеологию между группами сцепления дрозофнлы и других представителей отряда Г))р(ега (,Мнксп г1агигзт(!сп, ! ис!1тп трг!ись Сега(!((я сарйц(а, гавайские дрозофилы). Применение правила Моллера дает хорошие практические результаты, особенно при использовании метода гибридизации (н а((и.
Так, имея по одному клону ДНК из генов или последовательностей, расположенных в 4 разных хромосомах Й. гие1ппойсм(ег, и локализовав их в политенных хромосомах какого-то другого вида. можно быстро установить соответствие между группами сцепления !2. лзе!пнадаа(ег и индивидуальными хромосомами, а также группами сцепления другого вида. Идентичные гены. расположенные в гомеологичных элементах хромосом разных видов, называют синтенными, а само явление гомео- логии участков хромосом у отдаленных видов †- синтенией.
У представителей рода С!з!гипатия также обнаружена обширная гомеология различных плеч хромосом, которая довольно легко выявляется по рисунку дисков в политенных хромосомах. Эти данные используют дчя построения схем эволюционных взаимоотношений между различными видами этого рода. Уточняются таксономические данные хирономусов. Широко распространены в последнее время опыты по перекрестной гибридизации ДНК одного вида с кариотипом другого.
в результате чего в хромосомах разных видов можно выявить зоны гомеологии. Для этих целей применяют метод, предложенный в 1990 г. и называемый 2:оо-Р!8Н. Вначале выделяют одну хромосому из кариотипа какого-то организма с помощью особого метода-сортинга или микроклонирования, создают хромосомную библиотеку клонов ДНК, меченных указанными выше псевдоцветами. Затем, используя эту библиотеку в качестве зондов, проводят гибридизацию т я(и на кариотипе организма другого вида (рода, семейства, класса), при этом прилагают особые усилия, чтобы подавить гибридизацию повторенных фракций, которые бы пометили все хромосомы.
Чаще всего маркеры хромосом человека гибридизуют с хромосомами других видов, выявляя зоны гомологии (рис. 9.22). По состоянию на 1998 г. в мире проводили подобные сопоставления на более чем 200 видах млекопитающих )С1)откй))агу е( а!., 19981. Выявлены следующие типы консервативности расположения генов в хромосомах: 1) консервативная синтения, когда два или более гомологичных гена у двух видов расположены в одной хромосоме и при этом не имеет значения, в каком они порядке и какими асинтеннзлми сегментами они перемежаются; 2) консервативный сегмент, когда два или более гомологичных гена у двух видов не раз- Г«ми 9 СТРОРД1ИЕ И ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ ХРОМОСОМ 253 делены негомологичными хромосомными сегментами; 3) консервативный порядок, когда три илн более гомологичных гена лежат в одной хромосоме и в одном и том же порядке у двух видов [Апдегккоп ег а!., 19961.
Некоторые примеры консерватизма удивительны. Например, хромосома 17 человека имеет полную гомологию с соотвегствуюгцимн целыми хромосомами свиньи„быка, лошади, кошки или с целыми плечами хромосом норки и тюленя, с отдельными сегментами хромосом оленя мунжака, овцы, шимпанзе, макаки, кита-финвала [СЬонндйагу е! а!.. 19981.
Если брать целый кариотип, в результате гибридизации ДНК человека с метафазными хромосомами тюленя выявлено свыше 30 гомеологичных сегментов, т. е. протяженные районы хромосом одного вцда присутствуют в хромосомах другого вида [Егоп!с)се ег а!., 19971. Еще более впечатляющие примеры гомеологии были обнаружены при сравнении строения генома у столь отдаленных видов.
как рьюка !г)гки г)гбг!реей обитающая в Японском море, и человек. Известно, что у человека в !4-й хромосоме в районе покуса А1)3, контролирующего развитие болезни Альцхаймера, расположены 3 других гена: дигидролипоамид сукцинилтрансферазы, 53!й!!25, 520!15, примыкаюп)ие к гену Р'05. Первые три гена обнаружены в геноме рыбки !гидгь они также примыкают к покусу сГОо. Относительный порядок генов ср'05, 531т125 и 520(15 был одинаков у обоих организмов.
Однако у Риди эти трн гена лежат во фрагменте 12,4 тпн, в то время как у человека онн занимают участок более чем 600 тпн. Размер генома у !гиви в 7,5 раза меньше, чем у человека, поэтому плотность генов на единицу длины ДНК у них выше [Тгоннег ег а1., 19961. Питература к разделу 9.4 Айала Ф., Кайгер Дж. Современная генетика: В 3 т. Т. 3. Мд Мир, !988. Г. 55-58. Акифьев А. П. Концепция базнгенома и критической массы хромосом >укариот 0 Дока. АН.
1993. Т. 332. С. 96-98. Алиханян С. И., Акнфьев А. П., Черпни Л. С. Общая генетика. Мз Высш. шк., !985. С. 22. Босток К., Самнер Э. Хромосома эукариотнческой клетки. Мд Мнр, !98!. Г. 433-467. Дубинин Н. П. 'Экспериментальное уменьшение числа пар хромосом у !)гон>р!П!а те!«покпк- гег 0 Избранные труды. В 4 т. Т. !. Проблемы гена и эволюции. Мд Наука, 2000. С.
273-2')О. !Бнол. журн. 1934. Т. 3, № 4. С. 7! 9--736). Дубинин Н. П. Генетика. Кишинев: Штнинца, 1985. С. 54-57. Инге-Вечтомов С. Г. Генетика с основами селекции. Мд Вькш. шк., 1989. С. 66-67. Левитский Г. А. Морфология хромосом и понятие «кариотипая а систематике 0 Тр. по прикл. ботанике, генетике и селекции. 1931. Т. 27. С. 187- 240. Левитский Г.
А. Морфология хромосом: История. Методика. Факты. Теория 0 Классики советской генетики. Лд Наука, 1968. С. 171-226. Левптекий Г. А. Материальные основы наследственности 0 Цитогеиетика растений, Избр. тр. Мд Наука, 1978. С. 1Π— 208. !Киев: Гос. изд-во Украины, ! 924). Лобашев М. Е. Генетика. 2-е изд. Лд Изд-ао Лепит р. ун-та, 1967. С. 60 — 62. МакКьшсик В. Генетика человека. Мд Мнр, 1967. С. 22 — 27.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
