С.Г. Инге-Вечтомов - Генетика с основами селекции (1117682), страница 47
Текст из файла (страница 47)
Поэтому область сравнительной генетики, изучающей особенности организации и функционирования генетического материала разных таксонов„делает возможными не только теоретические обобщения, но и позволяет переносить способы обмена генетической информацией, найденные у ' Лилиан.'и йз.
Е. Гаиатиаа. !967. С. !49 !5!. 259 одних организмов, на другие. То, что является исключением из правил в одной таксономической группе, становится правилом в другой. Более того, подобные «исключения» в руках экспериментатора превращаются в новые методические подходы. Достаточно вспомнить нерегулярные типы полового размножения у растений и животных и их использование для решения экспериментальных и практических задач (см.
гл. 8). Как мы знаем из гл. 8, парасексуальный цикл в полном объеме свойствен мицелиальным грибам. Элементы парасексуального процесса встречаются у многих эукариот. Широко распространен в природе митотический кроссинговер, так же как явление нерасхождения и потери хромосом. С потерей хромосом в митозе мы ознакомились на примере возникновения билатерального гинандроморфа у В. те1алоригег (гл. 5) . Подобные потери хромосом могут происходить не только при первом дроблении зиготы, но и на более поздних стадиях развития.
Тогда генетически различающиеся ткани у дрозофилы будут представлены не симметричными половинами тела, а более дробнымн участками. Получение таких мозаичных особей используют в генетике индивидуального развития для установления времени детерминации клеток, участвующих в формировании тех или иных органов насекомого (см. гл. 17). Как было показано в предыдущей главе, элементы парасексуальною цикла встречаются и у немицелиальных грибов, например у дрожжей.
У этого объекта они находят применение в экспериментах по цитодукции, которую успешно используют для изучения рекомбинации ядра и митохондрий, для получения ядерно-цитоплазматических гибридов. Более того, цитодукцню применяют для переноса отдельных хромосом у тою же объекта. Как показали Т. Нильссон-Тилгрен и др., при образовании цитодуктантов изредка происходит передача отдельных ядерных групп сцепления. Это явление используют для «похромосомной» гибридизации: получают гибриды, имеющие необычный набор хромосом: л + 1, в котором весь набор гаплонден, за исключением одной пары.
С помощью селективных маркеров, такие «гибриды» сравнительно легко отобрать. В дальнейшем использование митотнческого кроссинговера и потеря того или другого из пары гомолоюв позволяют получить гаплоиды с замещением отдельных хромосом или нх участков. Это шаг на пути к направленному изменению генома, которое трудно осуществить при обычных способах гибридизации и расщеплении. Обилие вариантов, возникающих прн мейотическом расщеплении, не поддается строгому контролю нз-за невозможности маркировать все хромосомы и участки рекомбинации.
Элементы парасексуалъногл цикла успев~но используют ллв картвпованнв генов человека, контрллирукнпвх определенные этапы клеточного метаболизма. Очевидно, что человек — неудобвын ген«1чческнй объект ил м»ньшей мере нз-за невозможности проведения у ныл гибридоллгнческого анализа в классической форм (подробнее см. гл. 21). Тем не менее картирование его генов, особенно аномальных, диктуется потребностямн общей и медицинской генетики. Соматические клетки одного вида животных, культивируемые на искусственных средах вне организма, оказалось возможным гибридизовать не только между собой, но и с клетками животных другого вида, например мыши и китайского хомячка (рис. 11.1). Так же гнбридизуют клетки человека и мыши.
Мышь — объект, в генетическом отношении гораздо лучше изученный, чем человек. У нее доступно значительное число маркеров по генам, контролирующим пути метаболизма. Гибриды соматических клеток получают, стимулируя их слияние воздействием гемагглютинирующего вируса Семдай и полиэтиленгликоля. При этом гибридизация достигает 25 — 30 ~, от общего числа клеток. На первой стадии возникают гетерокарионы, в которых с частотой около 1 10 ' сливаются ядра — образуются синкарионы.
Если синкарионы возникли от слияния гетероллоидных (т.е. с нерегулярным числом хромосом) и диплоидных клеток, то в дальнейшем хромосомы одного или обоих родителей постепенно теряются. Если в хромосомах мыши имеются рецессивные биохимические маркеры (ауксотрофность, устойчивость и т.д.), то изучают параллельно цитологические характеристики и фенотипические признаки в процессе клонирования гибридов. Потери определенной хромосомы человека, сопровождаемая проявлением рецессивного маркера мыши, указывает на локализацию гомологичного гена в определенной хромосоме человека.
Так, например, был впервые локализован ген тимидинкиназы в 17-й хромосоме человека. Для отбора нужных клонов гибридных соматических клеток применяют селективные среды. Для идентификации многих белков используют технику электрофореза, позволяющую различать гомологичные белки человека и мыши. Таким образом локализуют гены в определенных хромосомах.
Методы гибридизации соматических клеток, или парасексуальную гибридизацию, все шире применяют н в генетике растений. В этом случае сливают не соматические клетки непосредственно, а их протопласты, предварительно лишенные оболочек, которые удаляют ферментативным путем. При этом способе гибридизации также удается преодолевать не только межвидовые, но и межродовые барьеры нескрещиваемости.
Благодаря возможности получения недифференцированной массы растущих клеток — каллуса (рис. 11.2) и последующей его дифференцировки получают целые гибридные растения. Однако при этом, как показал Ю.Ю. Глеба, отдаленные гибриды не всегда способны к нормальному морфогенезу и часто оказываются стерильными. Успех такого эксперимента тем менее вероятен, чем дальше в таксономическом отношении отстоят друг от друга скрещиваемые формы. На рис.
11.3 показан соматический гибрид между двумя крестоцветными: Ага(иг(орз(з Гйайала и Втазз(са гара, названный автором (Ю. Ю. Глеба) Ага- 261 12 2 ай -18 1Ь «афти 7 1В Мйй Пр йаи» а 1йа аа1 ~, 4~ ф~ ейск М у ф Э аФ'. ФЪ», ф:зв ф е 4ь ~м;~й~ АУ р аей ФФ Фр,фФ Ф. ь % =- ъ Рнс. 11.1. Метафазные тиастиики (фото Т. Н. Игнатоаой, Т, М. Гринчук и Е. А. Сорокина): А -- Фибробласта легкого китайского хомячка линии т'-791!К; Б — мынисной гепатомы линии МГ ХХПа;  — гибридной клетки, образоиав- пмйся при их слиянии. Цифры — номера хромосом.
Стрелки указмаамт ~а хромосомы миши ЧФ Ф « ф Ф «Мах«а а,дт Ф' ° 4' Ф,к~ Ъ ~(аФ$~ «и «Ф ф ((й$~ Ъ ~;ф ~(Фв $' «~~ь 1р ° «''~» '" У т,' ° Э Рис Ыл. проаолзкение. ЬЫоЬгаыскь Такой соматический гибрид образует крайне аномальные побеги. Подобные «монстры» могут служить для изучения закономерностей морфогенеза и совместимости геномов различных видов. Наконец, многие отдаленные гибриды такого типа могут возникать только при искусственной гибридизации соматических клеток, но не при помощи естественного полового процесса.
Соматическая гибридизация открывает большие перспективы для получения нового исходного материала для селекции. В лаборатории Р. Г. Бутенко созданы соматические гибриды культурного и дикого картофеля (Во(апит (иЬегоаит Х В. сйасоелхе). Для декоративного цветоводства представляют интерес соматические гибриды Дж. Пауэра между видами Ре(ип(а РагоаИ и Р. Рагиу(ого, которые половым путем не скрещиваются.
Этот прием позволил ввести в селекцию признак «разветвленный, стелющийся побеге от Р. Рагп((ога. Х. Шенк получил соматический гибрид между капустой (Вгахпса о(егасеа1 и турнепсом (В. сатирах(г1а). Для изучения закономерностей функционирования дифферен- 263 Рис. 11.2. Каллусная ткань табака, растущая на искусственной среде, н растения-регенеранты, возникающие на каллусе (фото Л. А. Лутовой) цированных клеток пересаживают ядра из соматических клеток в энуклеированные яйцеклетки животных. Образуют также гибриды между раковыми и нормальными клетками.
Такой подход широко применяют при получении так называемых моноклональных антител на основе выращивания гибридом. Как известно, специфические антитела в ответ на введение в организм животного антигена (чаше всего чужеродного белка или полисахарида) вырабатывакпся определенными клонами клеток иммунной системы. Эти клетки, извлеченные из селезенки иммунизированного животного, сливают с клетками меланомы — одно~о из типов злокачественной опухоли. В результате образуются гибридомы, которые объединяют качества обеих родительских форм: от клетки иммунной системы — способность вырабатывать определенные антитела, а от клетки меланомы — способность неограниченно долго делиться в культурсу (рис. 11.4).
Разработка чехники получения моноклональных антител дает нам в высшеи, степени специфичные реагенты, «узнающие» не просто тот или иной тип макромолекул, но и их индивидуальные особенности. Это находит применение в медицине, промышленности, выпуск,вещей ферментные препараты. Культура клеток миепомы оса осаа а Слияние клеток в присутствии попиэтипенгликоля 2.10 клеток миеломы з аз а 10 клеток о о селезенки о а Отбор гибридом в селективной среде быявление гибридом, продуцирующих антитела Клонирование гибридом 'й аоаа а о аа а а о Проверка гибридом на активность синтеза антител размножение кгюна Замораживание гибридом дпн хранения Инъекция гибридом и сбор асцитной жидкости Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
