С.Г. Инге-Вечтомов - Генетика с основами селекции (1117682), страница 60
Текст из файла (страница 60)
Сидоров и Н. П. Дубинин в 30-е годы описали изменение доминирования гена с( (сибпиэ тгеггиргиэ). Нормальная аллель этого гена доминантна по отношению к мутантной, приводящей к прерыванию одной из жилок на крыле дрозофилы. Если 4-я хромосома, где локализован ген сб участвует в транслокации с точкой разрыва вблизи данного гена, то его доминантная аллель не проявляется в гетерозиготе.
Эффект положения показан и для ряда других генов дрозофнлы. Эффект положения может быть стабильным и нестабильнылг, или мозаичным. Если, например, перенести посредством транс- локации нормальную аллель и г с Х-хромосомы на какую-либо другую, в участок, богатый гетерохроматином, то у гетерозигот Ю /и' в части фасеток аллель ьг не проявляется и глаза становятся мозаичными. Если аллель ч'" удалить от гетерохроматина— поменять местами ю~ и и посредством кроссинговера (рис. 13.13), то доминантная аллель м" вновь работает нормально и глаза гетерозиготы н '/чг оказы ваются полностью красными.
Этот эксперимент доказывает, что здесь имеет место эффект положения гена, а не его мутация, не изменение самого гена. При стабильном эффекте положения исчезает и аномальное проявление 335 ° вс=~авэавввгс:=."::О ~=-Х') Хромосомы с транспокацией кЗ ° ~ИВВвг:зг) гена, если его вернуть на прежнее место. По-видимому, эффект положения — это результат нарушения регуляторных компонентов (см. гл. )б), локализованных в более или менее непосредственной близости к перемещаемому гену. 13.6. Транспозиции Транспоэиг(ии представляют собой перемещение небольших участков генетическою материали в пределах одной хромосомы или между разными хромосомами.
Транспозиции происходят при 33б Мозаичные глаза (иг рядом с гетерохроматином и экспрессируется ие во всех клетках) Дикки тип (иге удален от гетерохроматииа и экспрессируется во всех клетках) Рис. 133'3. Нестабильный (мозаичный) эффект положения гена у гтзозофнлы. В результате переноса в область гетерохроыатина (А) ори транслоаацни аллель и " проявляется в онтогенезе нестабильно, что выражается в мозаичности глаз (Б) Покус С : — С3 Мутантный покус С вЂ” ЯЗ Покус С Яс рис.
!3.!4. Схема взаимодействия активатора (Ас) н диссопиатора (()з). инактивировавшего покус С у кукурузы, ооъясняющав результаты„полученные Б. Мак-Клинток (по Н. Федорофф, !984). А — Вз отдален от локуса С; о — ))г переместилса в покус С и ииактивироввл его (проявляется как репессивнвя аллель с); а — Ас стимулирует перемещения (хт, в результате чего он покидает локус С, что выраллется в реверсиях с -г С в ходе митотических делений (появление окрашенных пятен на зернах кукурузы) участии особых подвижных или мигрирующих генетических элементов.
Впервые мигрирующие генетические элементы были описаны Б. Мак-Клинток в 1947 г. в связи с изучением хромосомных разрывов у кукурузы. Был обнаружен мигрирующий локус 4)у ,Яй(оса)3иагару, в котором предпочтительно происходят разрывы хромосом. Сам по себе Ю не вызывает рызрывов. Они появляются в этом локусе, если только в геноме присутствует другой мигрирующий элемент — Ас (активатор/. Оба эти элемента могут те(!иться с частотой нескольких процентов в мейотическом потомстве йли менять свою локализацию при митотических делениях.
При этом глв перемещается только в присутствии Ас. Внедрение Е)у в непосредственной близости или внутрь гена С, контролирующего окраску алейрона семян, приводило к инактивации гена С и тем самым гетерозиготные семена С/с/с (напомним, что эндосперм — триплоидная ткань, см. гл. 8) оказывались неокрашенными. В присутствии Ас диссоциатор (Оу/ начинал перемещаться — иногда покидал локус С, В результате этого 337 11-1303 — 2 Ас ТА666ЯТСААА Деленинв Оха АТСССТАСТТТ ТТТСАТСССТ6 Аддатдааадс Ох-а ТА666АТСААА дтссстдсттт ТТТСАТСССТ6 АААСТА666АС Денеции в ОхЬ Ох-Ь ТА666ЯТСААЯ дт с с с тдс т т т ТТТСАТСССТА дддатдаааят появлялись окрашенные пятна алейрона на неокрашенных семенах (рис. 13.14).
Только в 80-х годах благодаря успехам генной инженерии удалось выделить и исследовать Ас, !)5 и некоторые другие мнгрирующие элементы кукурузы (рис. 13.15). Оказалось, что Ю— это дефектный делптнрованный вариант Ас. Структура элемента Ас оказалась типичной для мигрирующих'элементов, которые к этому времени были изучены прежде всего у бактерий, а также у ДРозофилы н дрожжей 5асс)з.
сегер(5!ае. Начало изучению молекулярной структуры мигрирующих генетических элементов положило открытие в конце б0-х юдоа необычных мутантов по лактозному оперону Е. со!!. У этих мутантов были инактивированы все три гена !ас-оперона (см. гл. 17). Частицы бактериофага ), трансдуцирующею !ас-оперон из таких мутантов, обладали необычно высокой плавучей плотностью, что указывало на присутствие в !ас-опероне мутантов лишней ДНК. Подобные мутации были найдены затем и в других генах Е. со!Д фатов ), и Р2. Общими для всех зтнх мутантов были инсерции (вставкн) большей или меньшей длины.
Эти вставляемые в разные участки генома Е. со!! молекулы ДНК получили наименование !5-элементов (от англ. 1пзег(юп жйцепсез — асгалиые последовательности). Размеры !5-элементов могут варьировать от 200 до 5700 п. н. Все !5-элементы характеризуются следующими структурными особенеюстями: 1. На концах !5-элементы несут несовершенные, т.е. неидентнчные инвертированные повторы нуклеотидной последовательности размером от нескольких пар до нескольких десятков пар нуклеотндов. 338 Рис.
13.15. Строение Лс- и Ох-злеыеитов кукурузы (по Н. Федорофф, 1984), Показаны два хенв (светхые1, ответственные за трвнспозицию, и посаедоаательноети инвертированных несовершенных повторов на концах 2. Большинство 15-элементов содержит ген для фермента транспозазы, ответственной за их перемещение. 3. 15-элементы могут содержать по нескольку сигналов начала и конца трансляции, а также сочетание нуклеотидов, сходное с сигналами терминацни транскрипции (см.
гл. 16). 4. В точке внедрения каждого 15-элемента, на его флангах всегда обнаруживается дупликацня (в прямой ориентации) размером от 4 до 9 п. н. Эта дупликацня не является частью 15-элемента, а представляет собой результат повторений сайта-мишени, в который внедряется элемент. Обычно хромосома Е. сой имеет несколько 15-элементов, например 8 копий 151, 5 копий 152 и т.
д. Они перемещаются по хромосоме с частотой около 1 10 ' — 1 10 ' на клеточное деление. 15-элементы локализованы также в Е-факторе Е. сори два 153, один 152 и еще один элемент, обозначаемый уй Именно по этим мигрирующнм элементам и происходит рекомбинация, когда Е-фактор интегрирует с хромосомой Е.
со!1, образуя О)г-штаммы. На это указывают результаты изучения ДНК Е'-факторов (см. гл. 9), у которых участок ДНК бактериальной хромосомы, включенный в р'-фактор, оказывается отделенным от ДНК Е-фактора по обоим концам одной и той же последовательностью 15-элемента. 15-элементы Р-фактора и такие же последовательности, разбросанные по бактериальной хромосоме, создают условия для образования Н)г-доноров с различными началами и направлениями переноса бактериальной хромосомы.
Миграция 15-элементов, очевидно, связана с рекомбннацией, однако ее механизм отличен от классической гомологичной рекомбинации. На это указывает возможность транспозиций даже в клетках бактерий, несущих мутацию гас А, блокирующую общую гомологичную рекомбинацню у Е. сой. В дальнейшем у бактерий были обнаружены более сложные мигрирующие элементы — грансноэоны, которые отличаются от 15-элементов тем, что в них включены некоторые гены, не имеющие отношения к самому процессу транспознцнн.
Известны транспозоны, включающие гены устойчивости к антибиотикам, ионам тяжелых металлов и другим ингнбиторам. Транспозоны обычно фланкнрованы длинными прямыми илн инвертированными повторами, в роли которых часто выступают 15-элементы (см.
рис. 13.17). Сходно устроены и транспозоны эукариот, например Ту 1-элемент бассй. сегег13(аг размером 5700 п. н., вызывающий дупликации 5 п. н. в точках интеграции с ДНК хромосом (рнс. 13.)б). Подобное строение имеют н множественные диспергированные гены 1). те!ало8аыег (МДГ), и ДНК-копии ретровирусо в. Изучение нуклеотидной последовательности дуплнцируемых сайтов-мишеней на концах мигрирующих элементов показало, что они, как правило, неодинаковы как у различающихся элементов, так и у одного н того же элемента, локализованного в разных местах.
Следовательно, мнгрирующне элементы внед- 339 Е. со1~ Тп 8 !2888! !51 !51 Тп 1681 !2082! !51 !51 — т. (Ел!! ВассЬ. серее!аае Т'у' 1 15700) 8000 ( б ~ ззв Ог. пте!аподазтег МДГ-1 !взоо! ( ) 1В 18 тб 18 МДГ-3 !бооо! 288 (В ~ 18 18 Рнс. 13.1б. Строенне некоторых трвнспозонон й. соа! Тпр н Тп1681; Басса. секет!з!асс Ту!; ак лтейтлойаз!есс МДГ-1 н МДГ-З. Цифры — размер в анеле пар нуккеотндов. Стрелки — прямые н ннвертнрованпме повторы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
