В.И. Иванов - Генетика (1117686), страница 18
Текст из файла (страница 18)
4.3.4. ГЕНЫ тРНК !сны тР11К умеренно повторены в геноме, их число измеряется в сотнях и тысячах: 850 — у дрозофилы, 1150 — у шпорцевой лягушки, 1300 — у человека. У прокариот лягни 4. йгнгмоууоен нан оугинизаяин генома ~~ромотор примыкает к 5чконцу структурной исти или, а у эукариот промотор расчлс~ ~с~ ~ и находится внугри гена, один блок которого находится на расстоянии 8 — 30 нзь левее инициируюшего колона, а второй — нравее на+5! п.н. (глава (2). В нромоторе гена тРН К имеются А- и В-боксы. Установлены их канонические последовательности.
При уменьшении расстояния между боксами транскрипция снижается или полностью прекращается. Замена всего одного нуклеотида в В-боксе в положеции 56 СΠ— ~ ОС в ТуСО-петле искажаег правильную структуру тРН К. У црокариот некоторые кластеры с генами тРНК образуют опероны с общим цромотором и одним предшественником зрелой РНК. Если есть интрон, расположенный, как правило, рядом с антикодоном, то он вырезается, как и в яре-мРНК. В митохондриях млекопитающих гены тРНК перемежаются со структурными генами. Гаки м образом, генетический материал эукариот имеет три уровня организации: геномный, хромосомный и генный, каждый из которых обладает своими структурными особенностями. Гены являются единицей наследственносги, они — составные элементы хромосом и генома в целом. Однако в геноме эукариот превалирует некодируюшая ДНК (у человека — 97%), функции которой изучены пока недостаточно.
Тем ~~е менее, установлена ее роль в альтернативном сплайсинге. Кроме того, в некоторых интронах обнаружены промоторы. Важное значение имеют регуляторные участки, расположенные с 5'- и 3'-концов гена, которые также относятся к некодируюшей ДН К. Изучается роль тринуклеотидных повторов как в некодирующей так и в кодирующей ДНК, увеличение числа которых выше нормы приводит к тяжелым заболеып~иям(часть П. Медициискаягепетика). Рольразличныхуровнейорганизации генетического материала в передаче генетической информации потомкам в норме и патологии (когда генные, хромосомные и геномные мутации приводят к искажению этой информации) рассматриваются в различных главах пособия. глава ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ АЛЛЕЛЬНЫХ И НЕАЛЛЕЛЬНЫХ ГЕНОВ 5.1.
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ АЛЛЕЛЬНЫХ ГЕНОВ лллель — одна из альтернативных форм гена. В классической генетике аллслями принято считать альтернативные фенотипические проявления признака у жизней юсобныхх особей. После открытия молекулярной структуры гена аллель стал трактоваться как один из вариантов нуклеотидной последовательности определенного фрагмента ДНК (как коцирующего, так и не кодирующего) в структуре генома. На|~ример, аллелем называют и вариант длины рестрикционного фрагмента вне зависимости от его локализации, и последовательность варианта повтора сателлитной / Д 1К. Таким образом, в классической генетике к опрецелению понятия аллель поцж ~лили с точки зрения его функционального проявления (различные варианты прил юка), а в молекулярной генетике учитывается прежде всего изменение структуры о~ ~ределен ной последовательности ДНК, При этом в случае некодирующей ДНК аллсль, как правило, не имеет никакого фенотипического проявления.
В этом, видимо, заключается защитная функция некоцирующей ДН К от мутаций в ее структуре с ~)ю ютипическнм проявлением. Вместе с тем показано, что изменения в последовательности оснований в регуляторных 5'- и 3'-нетранслируемых областях генов, ин~ронах и сайтах сплайсинга могут привести к тяжелым заболеваниям у человека (ем.
гл. ! 3 и ч. И Медицинская генетика). Между аллелями одного гена существуют различные типы взаимодействия цоминшрование, неполное цоминирование, коцоминирование, сверхдоминирование. В колю ще 70-х гоцов ХХ века Р. Ригером было предложено включить в эту классификация> еще два типа взаимоцействия: неустойчивую доминантность и условную доминантность. 5Л Л.
ДОМИНИРОВАНИЕ НОРМАЛЬНЫХ И МЛАНТНЫХ АЛЛЕЛЕЙ Термины «цоминантный» и «рецессивный» признаки были введены Менделем в его работе «Опыты над растительными гибридами» (см. гл. 1). Доминантные признаки мо~уг быть как нормальными, так и мугантными. Вне зависимости от локализации пи ~а (в половой хромосоме или аутосоме) доминантные признаки проявляются в каждом поколении. Доминантный признак, контролируемый аутосомным геном, на- слала 5. Взаимит)аиетмосее аллельммх и меаллельмме,тило Таблица 5,(. Влрилмтм фемагивичеекого вронвлгвмм ламином гммх мутаций Феоотоа Самаол мгтланл Полное аатаамле ХромоСома Обьеат Глаза маленькие, узкие, грубые, легаль в гомозиготе Супрессирует 5(аг Глаза грубые, усиливает проявление некоторых аллелей 5(аг и ос!его(с( (шс).
У алс глаза маленькие, грубые, жилки крыльев недоразвиты Крылья загнуты вверх, легаль в гомозиготе Щетинки короткие, леталь в гомозиготе, самцы стерильны Крылья раскинуты, жужжальца отсутствуют, уменьшено количество дорсоцентральных шетинок, легаль в гомозиготе Крылья вздуты, жилки дефектны, самцы гибнут Электрофоретическая подвижность глюкоза-6-фосфатдегилрогеназы изменена Белые пятна на шкурке, макроци- тарная анемия, стерильность Конвульсии в раннем возрасте, у взрослого животного тре мор головы Хвост короткий у гетерозигот Т(сь, гомозиготы Т/Т гибну! на 1О-й день эмбрионального развития, ното- хорда отсутствует,зацняя часть тела не развивается Дрозофила 5(аг Дрозофила Дрозофила 5ирргемог ос 5(аг Ел(спасе! ор 5(аг 5и Т5) Е(Я) Дрозофила Дрозофила Дрозофила Сиг!у Су Сйрс Срс Ис(саесе 1(Х) Дрозофила Мышь пал 6(паоле-6- р(солр(саге с(е(суе(- лтлеаале Еоор Сал ХП! Мышь Ер Мышь о Тг Тгелс(ег Ьгас(суигу Мышь слелуется по аутосомно-доминантному типу, а прн локализации гена в половой кров мосоме — по сцепленному с полом ломи нантному типу (см, гл, 2).
Различия этих двух типов наследования заключаются в том, что аутосомно-доминантные признаки с одинаковой вероятностью передаются особям как мужского, так и женского пола, в то время как доминантные сцепленные с полом нормальные признаки или патологические мутации передаются от отца только дочерям. Если же родители оба больны и при этом мать гете розиготна, то здоровыми могут быть только сыновья и то с вероятностью 50% (см. ч.
П. Медицинская генетика). Кроме того, доминантные мутации могут быть летальными в гомозиготном состоянии, они способны усиливать илн ослаблять действие других неаллельных генов, приводить к стерильности особей, одновременно влиять на различные признаки (примеры в табл. 5,! .). Как видно из этой таблицы доминантными могут быть не только морфологические признаки, но н биохимические, физиологические, поведенческие. 14 Чаан1ь /, Общин мнгнннна 5.1.2.НЕПОЛНОЕДОМИНИРОВАНИЕ В суп юм из скрещива нии, ко~орые ~~роводил Мс~вгсль, доминантный признак не юлносгью исключал прозпщспис рецессивпого признака. При скрещивании крупюлистпого сорта гороха с мелколистным в первом поколении наблюдался лромеиущаннми фанотип: листья имели среднюю величину. В последующих экспериментах выяснилось, что, обусловленный неполнымдоминированием одного аллеля над другим промежуточныйг фенотип у гибридов первого поколения встречается у различных организмов.
.~~-) хчф3 с3 Ж я~я ~3 р кур. 1Из: Айала и Кайгер, 1988) Рис. 5.1. Непслносдоминированиеу 1лнлн 5, Взнимндгнд тине алллльннц н нлагнн пни~ л ннн 1 1ри |ив кглном доминировании мо<у~ ~ юбшогвгп ся некая>рые вариации при пико у гибрилон с отклонениями в сторону дом ишн гп нно или рсцессивного фенотица 1сли выражспие признака у гетерозигот пример~ я> ~ ~ромсжуючцое, то такие признаки пазываются волудомииавтиыми. Так ульвиного зева (Лндггдтит то/ил2 и ночной красавицы (МгаИ1й га!ара) гибриды от скрещивания красноцветковых растений с белоцветковыми имеют розовую окраску Другим примером полудоминантного признака может служить окраска оперения у кур андалузской породы. При скрещивании белых кур с черными петухами, потомство Г, имеет серую окраску, в то время как во втором поколении у 1/4 птиц окраска оперения черная, у 1)2 серая и у 1/4 белая (рис.
5.1). 5.1.3. КОДОМИНИРОВАНИЕ В случае кодоминирования у гетерозигот полностью проявляются оба аллеля. Наиболее яркий пример кодом инирования — наследование групп крови АВО у человека. Группы крови О (1), А(П), В (П1), АВ (!Ъ) детерминируются геном 1(для обозначения генов принят курсивный шрифт), Известны три основных аллеля этого гена, два из которых ~1 и )в доминантные, а один )о — рецессивный. При гомозиготности з'"11 эритроциты имеют только поверхностный анти ген А (группа крови А).
При гомозиготности 1в)в эритроциты несут другой антиген — В (группа крови В). В случае гомозиготности )о)о эритроциты лишены обоих антигенов (группа крови О). У гетерозигот Р~)о или Р)о в соответствии с имеющимся антигеном группа крови А или В. У гетерозигот Гнгв эритроциты несут оба антигена А и В (группа крови АВ), Как правило, на уровне синтеза полипептидов аллели гетерозигот кодоминантны.
Так у гетерозигот по серповидноклеточной анемии НлА/НЬБ, гемоглобины НЬЯ составляют 35 — 42%, НЬА 60 — 65%. Полная клиническая картина заболевания (тромбозы мелких сосудов, инфаркты внутренних органов, гемолитическая анемия, гиперплазия костного мозга, нарушения мозгового кровообращения; смерть в возрасте 3 — 10 лет, иногда позже) проявляется только в случае гомозиготн ости по Нл5, У гомозигот мутантный гемоглобин НЬазбзбцг вм состоит из двух нормальных а-цепей и двух мутантных В-цепей, в 6-м положении которых глугам иновая кислота заменена валином.
Заболевание наследуется по ауюсомно-рецессивному типу, наличие у гетерозигот до 65% нормального гемоглобина позволяет большинству из них чувгГгвовать себя здоровыми. Однако в холодное время года, при повышенной нагрузке, а также при полетах на самолете у них появляются боли в суставах, сердце, брюшной полости, в области селезенки, что свидетельствует о неполной доминантности нормального аллеля Н64 в экстремальныхусловияху носителей мутантного аллеля НЬ5, Таким образом, кодоминантность у гетерозигот Н5А/НлЗ проявляется только на уровне синтеза полипептидных цепей гемоглобина, а заболевание с полной клинической картиной наследуется по аутосомно-рецессивному типу. 5.1.4.
СВЕРХДОМИНИРОВАНИЕ При сверхдоминировании наблюдается более сильное проявление признака гетерозигот по сравнению с исходными гомозиготными родительскими формами. Так гетерозиготы по серповидноклеточной анемии обладают большей резистентностью к Часть Ь Общая гепгтттктт тической малярии, вызываемой протозойным паразитом Р(азтотттит /агсфагот, индивиды, гомозиготные по нормальному доминантному аллелю гена, опреде- тщегО фОрМУ эритроцитов: НЬА/НЬА < НЬА /НЬБ Ь НЬ5/НЬ5, Другим примером может служить сверхдоминирование, наблюдаемое по такому пивку, как плодовитость у дрозофилы, Экспериментально показано, что у гетеипп по отдельным мутациям наблюдаются более высокие показатели плодовити, чем у родительских линий. Такая повышенная мощность гибридов первого голения носит название вгегерозис».
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
