С.Г. Инге-Вечтомов - Генетика с основами селекции (1117682), страница 27
Текст из файла (страница 27)
Как правило, кроссоверные аскоспоры содержатся в тетрадах (октадах) с расположением аскоспор, показанных на рис. 7.5, В, где рассмотрены последствия кроссинговера на стадии четырех нитей. Благодаря тому, что расхождение центромер у й(. сгих«а ориентировано по длине аска, а у аска различают базальный и апнкальный концы, доказательство того, что кроссинговер идет на стадии четырех нитей, можно получить и при рассмотрении моногибридного скрещивания. При скрещивании штаммов, различающихся по аллелям только одного гена В/Ь, всегда имеется еще один маркер, в качестве которого служит направление расхождения центромер прн двух делениях мейоза.
Порядок расположения аскоспор, возникающий вследствие кроссинговера на участке ген-центромера, подтверждает вывод о том, что рекомбйнация происходит на стадии четырех хроматид. В этом можно убедиться, если на схеме рис. 7.5 рассматривать только расщепление по гену В~Ъ, дистальному от центромеры. В случае кроссннговера на участке ген  — центромера не совпадает редукция ло ценгромере и редукция по гену В/*. Редукция по центромере происходит при мейозе 1, а редукция по генетическому фактору — прн мейозе и.
Редукция по центромере и по гену В/Ь совпадает только тогда, когда на участке ген-центромера нет Микроконидии М Зигота иггу Мейоа: 1 деление Мейра: П деление Митоа Е.~~Р а- Аск с аск саперами Прорастание аскоспорм Рис. 7.4. Жиансианй цюкл Леагоарога сгаиа кроссингоаера. Таким образом, благодаря особенностям жизненного цикла нейроспоры у нее можно картироаать гены по отношению к центромерам. Для этого нужно учитыаать частоту редукции (раснгепления) по данному гену при мейозе П, о которой можно судить по расположению аскоспор в асках.
В том, что кроссинговер происходит после репликации хромосом, можно убедиться не только на примере нейроспоры и других 150 А она кроссииговера С кроссинговаром АЬ А В А В Ь а Ь дв АВ АВ дв в Ь в вв а" Рис. 7.5. Возможные носяедстяия кроссингоеера на стадии двух (А> и четырех (ВУ нитей у (тгнгм(нна стаям ори дигнбридиом скренотаании. Круяскн — дентромеры оргвнизмов, у которых возможен тетрадный внвлнз. В 1925 г.
К, Бриджес и И. Андерсон продемонстрироввли хромвтидный кроссинговер у дрозофнлы, Для этого они нспользоввлн линию со сцепленными Х-хромосомвми, несущую вдобавок У-хромосому (Х. ХУ), внвлогичную той линии доиЫе уейои, которая была описана в гл. 5. Мухи в опытах К. Бриджеса и И, Андерсона были 15! А В а АВ аЬ в6 аЬ аЬ АВ АВ АВ АВ аЬ аЬ аЬ аЬ д 6 АЬ дЬ АЬ ав — ав а Ь а ав В е А Ь АЬ ав а Ь в Ь аЬ аЬ АЬ Ь АЬ АВ А  — ~ АВ в ас аЬВ аЬ АВ Д -' АВ АЬ "'Ь .Ь в,0 вЬ а АЬ В д Ь,Ь дв — з А  — е.
АВ а аЬ Беа кроссингонера С кроссингоаером Рис. 7.6. Кроссннтаер на стадии четырех ароматна между сцепленными Х-хромосомами у дротофилы на участке ген — центРо- мера гетерозиготны по генам Х-хромосомы: 1((ог)сед) — раздвоенные, внльчатые щетинки, я(яагпеу) — ярко-красные глаза или р (уегв)- !юп) — также ярко-красные глаза. При скрещивании этих самок с обычнымн самцами они непосредственно передают две свои Х- хромосомы дочерям и только половина их потомства выживает.
При этом некоторая часть самок в потомстве от такого скрещивания оказывается гомозиготной по рецессивным генам Х-хромосомы (рнс. 7.6). Очевидно, такие гомозиготы могут появляться только в результате кроссинговера на стадии четырех хроматид на участке ген — центромера. Исследован гомозиготизацню по трем разным генам Х-хромосомы, К. Бриджес и И. Андерсон убедились, что ее частота пропорциональна их расстоянию от центромеры, которая находится на самом конце Х-хромосомы (для 1 — 5,5%, для я — 10, для о — 16,1%). Этот способ анализа у дрозофилы получил название полутетрадного, поскольку каждая учитываемая в эксперименте самка (Х ° ХУ) несет две нз четырех хроматнд бивалента, образующегося в профазе 1 мейоза (см.
гл. 4). Убедившись в том, что кроссинговер происходит на стадии четырех нитей, обратимся к эксперименту Дж. Тэйлора (1967), доказывающему справедливость гипотезы «разрыв †воссоедине- !52 А Рис. 7.7. Репнпрокные обмены на стадии четырех хроматид н профазе мейоза у кузнечика (по Х Тау!ог, !9б7). Красные хроматиды мечены Н. Я вЂ” обмены не регистрируются; б — обмены регист- рируются ние». Этот эксперимент — своеобразный вариант тетрадного анализа с использованием цитологического метода. Нимфам кузнечика вводили тимидин, меченный тритием так, чтобы он включался в хромосомы в последнем митотическом цикле перед мейозом. Благодаря этому в результате последующей премейотической репликации каждая хромосома бивалента состояла из меченой и немеченой хроматид (рис, 7.7).
Результаты реципрокных обменов между мечеными и немечеными хроматидами были четко видны на радио- автографах. Такие обмены представляют лишь половину всех происходящих, так как обмены только между мечеными или только между немечеными хроматидами не регистрируются. Частота наблюдаемых обменов соответствовала предсказанной, исходя из числа хиазм и отсутствия сестринских обменов.
Например, среднее число хиазм, приходящихся на самую длинную хромосому, равно 3,67. Поскольку обмены осуществляются на стадии четырех хроматид, кадсдая хиазма дает только две рекомбинантные хроматиды (3,67: 2 = 1,88). Регистрируется половина всех обменов (1,88:2 = 0,94). Для этой хромосомы Дж. Тэйлор наблюдал рекомбинантные хроматиды с частотой 0,89. Тетрадный анализ незаменим при изучении множественных обменов и интерференции между ними.
Для этого рассматривают тригибридное скрещивание (АВС)(айс) по сцепленным генам. Учитывая, что кроссинговер происходит на стадии четырех хроматид, возможны три типа двойных обменов (рис. 7.8). Это двойные двухроматидные обмены, двойные треххроматидные обмены и двойные четыреххроматидные обмены только между несестринскими хроматидами, последствия которых генетически различимы.
Можно идентифицировать последствия двух-, трех- и четыреххроматидных обменов по присутствию в тетрадах аскоспор без обменов (АВС и аЬс), с одним обменом (АВс и аЬС или АЬс и аВС) и с двумя обменами: (АЬС и аВс), как это показано на рис. 7,8. Расположение аскоспор в данном случае несущественно. Если предположить, что все типы обменов равновероятны, то следует ожидать появления указанных трех типов тетрад в соотношении 1:2:1. В 1963 г.
С. Эмерсон статистически обработал данные многих авторов по тетрадному анализу двойного кроссинговера и получил 1ГП в с деойные Двойные Двойные датхроимтндные обмены треххроматидные обмены четыреххроматндн„е обмены А В С А В С Я В С Ь с А В С а Ь с В С а Ь с е Ь с .'й! АЙ е Ь с а Ь с Ь с авс — 2 обмена — АЬС Рис. 7.3. Типы двойных обмснон, регистрируемые при тетрадном анахите тригибридного скрегпинания у грнбое. Внизу — адидееиае соотношение тинан мтрнд: порядок спор ие фиксироми общее соотношение двух-, трех- н четыреххроматидных обменов — 0,29:0,48:0,23. Это соотношение близко к 1:2;!.
Следовательно, различные типы двойных обменов происходят практически случайно, т. е. хроматиды, вступившие нли не вступившие в один акт рекомбинации, с одинаковой вероятностью участвуют в повторном акте рекомбинации. Приведенные здесь данные показывают, что хроматиднал интерференция отсутствует. Ее отсутствие не противоречит существованию хромосомной, или хиазменной, интерференции, о кото- 154 АВС вЂ” О обменов АВС- О обменоа -аде АЬС вЂ” 2 обмене АЬс- 1 обмен — аВС аос — О обманов аЬС вЂ” 1 обмен Авс Авс- 1 обмен ЯЬс — 1 обмен авС вЂ” 1 обмен аЬС вЂ” 1 обмен рой говорилось в гл.
5. Это значит, что один обмен затрудняет второй и последующие обмены на соседних участках, но если двойной кроссинговер все же происходит, то все четыре хроматиды вовлекаются в него равновероятно. По-видимому, важную, но до конца не выясненную роль в мейотическом кроссинговере играет синаптонемный комплекс СК (см. гл. 4). У разных организмов способность к кроссинговеру коррелирует с образованием СК. Например, он формируется у самок Х>. спе1алойаз1ег с нормальным кроссинговером, но не у самцов, у которых кроссинговер подавлен (см. гл.
6). При образовании СК неболыпие участки ДНК конъюгирующих хромосом вовлекаются внутрь центральной зоны СК. Предполагается, что именно на этих участках и инициируются межхроматидные обмены. У растений известны ахиазматические мутанты, у которых изменение одного гена приводит к утрате СК, отсутствию хиазм и подавлению кроссинговера. Здесь были рассмотрены обмены только между несестрннскими хроматндами. Для выяснения вопроса о возможности и частоте обменов между сестринскими хроматидами в мейозе т(5ебуются специальные генетические подходы.
Таким образом, кроссинговер происходит на стадии четырех нитей — в профазе мейоза. В результате этого образуются хназмы, которые удобнее всего наблюдать на стадиях диплотены н диакинеза. 7.3. Мизотический кроссинп)вер Кроссинговер возможен не только в мейозе, но и в митозе. В 1936 г. К. Штерн исследовал мух .О. те(алоиз(ег генотипа у=' . Мутация у — желтое„тело, кл (з)пйед) — опаленные щегин'зл ки. Оба гена находятся в К-хромосоме, а центромера расположена справа от гена зл. Исследуемые дигетерозиготы имели дикий фенотип по обоим признакам, однако изредка на теле некоторых мух появлялись двойные пятна: половина пятна — желтая с нормальными щетинками, другая половина — нормального серого цвета, но покрытая опаленными щетинками.
Появление таких двойных пятен К. Штерн объяснил миготическим кроссинговером на стадии четырех хроматид на участке зл — центромера (рис. 7.9,А). Действительно, если такой обмен произойдет, то при расхождении хромосом в митозе в половине случаев (рис. 7.9, Б) должны образовываться двойные пятна. Частота митотического кроссинговера значительно ниже (на 2 — 3 порядка) мейотического. Тем не менее митотический, или соматический, кроссинговер также можно использовать для генетического картирования.
!55 Рис. 7.9. М итотический кроссингоаер у Ю теГапори!ег. А — результат митотического кроссинговера у мух, гетерозиготных по у- — на участке хп — центромера; Б — - два -тьг! возможных аарианта расхождения хромосом после митотического кроссннгоаера (1, 2, 3, 4 — дочерние центромеры) . -~-нг у-)- Двойные пятна — '=. ===- образуются в полови|ля у не случаев + . 3 Представим, что эксперимент К. Штерна был поставлен несколько иначе, и дигетерозиготные мухи несли оба рецессивных гена в одном гомологе: = . Тогда кроссинговер на участке Бл— у ли ++' центромера должен был привести к гомозиготнзации обоих генов в одной клетке.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
