И.Ф. Жимулёв - Общая и молекулярная генетика (1117666), страница 79
Текст из файла (страница 79)
— Из: Рй!щи!ее, ! 998. Р. бЗ). Стрелка соединяет взаимодействующие аллслн двух генов 5,Х 470 423 1, !! Генетические покусы в гстерохроматине второй хромосомы !3. те!аноеатгег !Из: 4й!гпп(ен 1998. Р. Ы): о — гены, выявленные в опытах по «насыщению» гетерохроматина мутациями; б —. локализация инссрций Р-элементов. 21. и 2й --- левое и правое плечи второй хрочосол1ы.
35-4б — — номера фрагл1ентов гетсрохроматииа, выделяемых с помощью различных дифференциальных окрасок онного анализа распределились в 13 покусах. Несколько генов в гетерохроматиие второй хромосомы были известны ранее, т. е. всего было обнаружено 18 генов (рис. 937). Эти результаты показывают, насколько гетерохроматин обеднен генами: частота встречаемости их на единицу длины ДНК в гетерохроматине второй хромосомы составляет примерно 1 % от таковой для эухроматииа.
В третьей хромосоме с помощью аналогичных экспериментов выявлено 12 генов, а значит, плотность генов в гетерохроматине в этой хромосоме примерно такая же, как н во второй. Несколько генов из гетерохроматиновых районов второй хромосомы были клонированы и охарактеризованы: например, ген го11ес1 кодн- рует белок, гомологичный митоген-активируемой протеинкиназе, ген сопсегйпа кодирует альфа-субьединицу П-протеина, играющего роль в межклеточных коммуникациях в ходе эмбрионального развития.
Представляет интерес система взаимодействующих покусов Я)-Яя!7, из которых Яяр расположен в гетерохроматиновой секции )239 второй хромосомы (см. рнс. 9.37). В левом плече эухроматиновой части второй хромосомы был обнаружен ген Яа (зейте8абоп Йз!ог((оп), мутация которого у гетерозиготных самцов Яс(184!' приводит к существенному сдвигу в чисде гамет, имеющих аллель Я!1„ по сравнению с числом гамет 541'. С помощью электронной микроскопии установили, что формирование гамет ЯсХ" у особей с генотипом Яг11Я41" нарушено нз-за сильной декомпактизации хроматина.
Как выяснилось, ген Ы взаимодействует с геном Ябр, расположенным в гетерохроматине. Известны два алпеля Яяум! ((пзепз((!Уе) и Яяр-я (веп51(!Уе). Линии с нарушенньтм расщеплением гамет имеют генотип Ы, Яир-!!8!1', Яхр-я ! рис. 9.38). 264 ОБ11[АЯ И МОЛГзКУЛЯР!!ЛЯ ГЕ11ЕТПКА зс' 3, зя 39 3О 3~ 33 3334 лчг(Д ст ЬЬ со! Я 837 д, зсутх 5!с сеп1тогпезе Ге!отсев хб 359 Ьр 240 пп х Варьировзпие числа копий дхр-повтора в:шинах 13. тл(апохагаег 1%п ег л1., 198Я.— Из: 2Ь!пзтг(сс, 1998.
Р. 64). ДВК. рвсшеияенняя рсстрихтазой ХЬо1, из линий янрешелзагзе (1рсЬ), яелигп'е (гл, Ьи 1 н чгютично чувсзвительггой (Елхлшлй гибрилизовалвсь с рвлновхтнвно ме'н:иым клоном ДНК, соле1зжящич .17нг!-повтор Оказалось, что покус йхр является районом повторенной ДНК, где единицей повтора слуясит фрагмент в 120 пн. Этот фрагмент обогащен нуклеотидами А и Т, имеет общую структуру сателлитной ДНК н организован как димер, ограниченный с обоих концов последовательностью ТСТАОА (сайт рестрикции зндонуклеазы ХЬа!). В целом в линии леыЫие на покус )тл73 приходится около б00 тпн. Х!зомосома с аллелем .И имеет делецию района Лхр и менее 20 копий ХЬа1-сателлита.
тг.т!3-хх (апрег зепсййл е) может иметь 3000 и более копий (рис. 9.39). Друпзй ген зтой системы -- 5сь расположенный в зухроматиновом районе 37)35, каргнру- 11 """' л зз б нз, гз а хс ие' хс лг ' Функциональные сайты в гетерохроматине Л'-хролзоссгмгл О. ше1апо,.~пзгсг 12!згпзтг!еч, !998. Р. 5Х): л — тачки разрывов нпвсрсни; о — Пвзологичесхвя хврзв гстерохронзтиповых блоков (26-341; е --- хвртн(зоввшзс фунхпноняльных сайгон:." --. районы, люлнфюшрззошие зффсхт положения; и — районы, влияющие на ~нлореплихгзпзгкз рД!1К в клетках слюнных келез личинок ется в ЕстзК1-фрагменте длиной 7 тпн, с которого считывается транскрипт длиной 4 тпн. Согласно представлениям некоторых авторов„ген Ы кодирует белок, обладающий высокой способностью связываться с ДНК повтора 1тзр, У клеток Ы', %уз-.т много ХЬаУ-сатегглитной ДНК и недостаточно белков ЯЭ, связывающихся с ней и компактизующих ее н ходе спермиегеиеза, в результате чего гаметы с генотипом,И', Лтр-х гибнут.
Цитогенетпческие карты гетерохроматина Х- и У-хромосом представлены на рис. 9.40 и 9.41. Приведем краткие характеристики некоторых генов, расположенных в гетерохроматинс Лз и у-хроысзсом. ЬЬ (ЬтзЬЬес() --- участки локализации генов, повторенных 150-250 раз н кодирующих рибосомную !85 и 283 РНК.
сг (согпрепвайоп гечропзе) — — увеличивантт политенизацию геззов рДР!К при потере, одного из гомологов. аЬгт/АВО-сззстема (аЬпоппа1 оосу1е) — - возможно, контролирует количество рибосомной РНК в клетке. )(гх (НЬовота1 ехс!запас) -- покус, индуцирующий митотический обмен между двумя кластерами РДНК.
Главе 9. СТРОЕНИЕ И ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ ХРОМОСОМ Мл1(У) со1 4ВО ЬЬ 1 2 3 4 5 6 7 а 9 10 11 12 13 14 15 16 17 1и 19 20 21 22 23 24 25 ° И ЭЕ-'ЭИ -'-:::::-'- ': —::-: И М'::='-'::::"е - - И И ):1-3 Ы-2 !е1ошете 1е(ото!'е сеппошете 95-2 512 !О, !6 с2, сЗ 121 2 12 со 13, !7, 302 Карта У-хромосомы Р. тле(аналит!ее (2(э(гоп1еч, 199о, Р. 62). Ы, См — факторы фертильности самцов, л, В, С вЂ” сваты формирования петель в спорматоцитак; 10, 10, 95-2 и ниже — участки встраивания Р-элементов с!у (сгуа(а1) 1 5!е (51е11ате) — — система взаимодействующих генов. 51е локализован в середине эухроматиновой части Х-хромосом, сл (или по-другому --- 5и(айте)) — — в блоке й)1 У- хромосомы.
Самцы сгу, 51е стерильны. На молекулярном уровне сгу --- это ВО-кратный повтор элемента ДНК, ограниченного сайтами рестрикции С)о! и имеющего длину около 800 пн. Участок 51е имеет частичную гомологию с сгч и также является повтором: 200 копий у 51е и -20 копий у 5!с'. Третий сайт локализации повтора 51е приходится на гетерохроматин Х- хромосомы. Присутствие нормального аллеля сгу ингибирует накопление РНК 5!е'.
Удаление У-хромосомы ведет к сверхпродукции РНК 5ге . По-видимому, сгу контролирует активность 51е' В начале 1960-х гг. Г. Мейер, О. Хесе и В. Беерманн описали особые стадиеспецифичные нитеподобные структуры («петли») в ядрах сперматоцитоа 1). те)пподалгег, Через несколько лет пришло понимание того, что «петли» -- это декомпактизованные участки У-хромосомы. На них синтезируется РНК и накапливаются белки.
Каждая петля уникальна, так как имеет определенные размеры и мор- фологию. У самцов ХО этих петель нет, зато у самцов ХУУ они присутствуют в двойном количестве. Если произошла дупликация какого-то участка У-хромосомы, какая-то из петель будет также дуплицирована (рис. 9.42). Петли связаны с функциями плодовитости самца, потеря любой из них приводит к стерильности. Обнаружено семь петель„что примерно соответствует числу генов фертильности (7 — 16). Функция одного из этих генов выяснена: ген )с1-5 контролирует формирование наружных микротрубочек хвоста сперматозоида. Общая длина петель у другого вида— 1). Ьуп1е1 доходит до 1000 мкм, или 1112 всей длины ДНК в У-хромосоме.
Функции остающихся 11112 неизвестны. Гены фертильности имеют громадную длину: до 4000 тпн. В их состав входит большое количество сателлитной ДНК, не кодирующей полипептиды. У-хромосома 1). Аут)е( содержит 2 типа ДНК: 1) У-специфические, сателлитоподобные последовательности, которые встречаются только в этой хромосоме и располагаются семействами по 200-2000 копий в виде тандемных повторов; 266 ОБП[АЯ И МОЛЕ>КУЛЯРНДЯ ГЕНГТИКА Ф Ф ° Ф Ф ° Ф Ф Ф Ф 'Ф Ф ° ° +Е У,П Е„Е, Варьирование числа и морфологии петель у Р, г>>ч!е! в линиях с транслокациями между У-хромосомой и аутосомой (Нсза, !')65.
— Из: Х!>(пш!су, 1998. Р. 70). д -- аутосома. нормальный партнер хромосомы с транслокацнсй, !ФФА, длинный н А, Из корицкий злсмснгы транслокаццн: Гф 1К Р, Т. К . — петли, Х вЂ” ядрышко 2) )'-связанные повторы, которые встречаются как в этой, так и в других хромосомах и явля>ется, как правило, мобильными элементами генома. Каждая петля представляет собой гигантский транскрипт, содержаший главным образом повторенные последовательности ДНК --.
сателлиты, дефектные и нормальные мобильные элементы. В одной из петель у !). и>с!ппохагцсг, длина которой составляет около 1300 тпн, расположен ген (г(-5. Длина экзонов гена составляет примерно !4 тпн, н эти зкзоны находятся среди сателлитов ААОАО и ААОАС и мобильных элементов. В другой петле, г(ит с>с! у 23. !>3!с!е(, располоясен ген фертильносги А. В пределах петли (рис. 9.43) блок гомогенных повторов У,l длиной в 1,5 млн пн прерывается блоками повторов. называемых га!Рй (всего 400 тпн). Оставшаяся часть транскрипта состоит из повторенных ретротранспозонов из семейства лисгоуйа и повторов У,)2. ° ° Фв Ф ° ° Ф ° И ша Ф Е.
М! У,П У,! Н У,1 ХО Схема молекулярно-генетической организации петли г(н сс>с! у ь>. !>УсЫ !Насйгаеш. НосйсцспЬасй, !995). Разлнчнымн символами внизу показаны ссмсйсзва поашдов псльностсй ДН!О У,! и У, П --. большие семейства повторов. К вЂ” семейство >т>!(г. М! -- рстрогрансцозон»нс>т>р>а. Š— прсдпол»г>>сь>ь>с >кзоны гена ко>пн>ук>шею зяжслуш Р'-цепь длнснна, ХО-- ядрышковь»! организатор. Направленно транскрипции слева направо Петли очень активны в транскрипции: около 50 5( включения >Н-уридина в ядро приходится на У-хромосому, оставшиеся 50%-- на все остальные хромосомы. Огромные массы белков, кодируемых генамн, расположенными в различных (не У) хромосомах, накапливаются на петлях.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
