В.И. Иванов - Генетика (1117686), страница 27
Текст из файла (страница 27)
В результате такого метода определения расстояний между генами длины карт хромосом могут превышать 50 морганид. Так, удрозофилы генетическое расстояние между генами, лежащими в разных концах хромосомы 2, составляет 107 морганид. 122 Чесал Ь Общак инещикл 7.3.2. ЦИТОЛОГИЧЕСКИЕ КАРТЫ Этот метод основан на использовании хромосомных перестроек. При облучении и действии других мугагенов в хромосомах часто наблюдаются потери (делеции) илн ночники (дупликацин) небольших фрагментов, сравнимых по величине с одним или несколькими локусами. Например, можно использовать гетерозиппы по хромосомам, одна из которых будет нести группу следуюших друг за другом доминантных алюлсй, а гомологичная ей — группу рецессивных аллелей тех же генов АВСРЕ/аЬсде.
Если в хромосоме с доминантными генами произошла утрата отдельных генов, на~ример 1ЭЕ, то у гетерозиготы АВС/иЬсде будут проявляться рецессивные признаки )с, На этом принципе основан метод перекрывнощихсл делений, используемый при юс~роенин цитологическнх карт. Например, удрозофилы составлены цитологиче;кие карты полнтенных хромосом, строение и функционирование которых уже рас:ма ~ривалось в гл. 4. Напомним, что при окраске этих хромосом, в тысячу раз пре~м шаюШих по размерам митотические хромосомы, на препаратах выявляются темно~к1хнненные диски и светлые участки — междиски.
При этом каждая хромосома имеет вой индивидуальный рисунок чередования различных дисков (толстых, тонких, у~ ~ ктирных) и междисков, что позволяет отличить одну хромосому от другой и разыс участки одной хромосомы. На политенных хромосомах можно четко определять с. 7.2. Размеры и расположение делеций в пол итен ной Х-хромосоме дрозофилы. (По; Л1пз ег а1., 2000) Глава 7. Сялпллнил пное и крпссннговер 123 концы делеций, На рис.
7.2 приведены длины и расположение восьми делеций в Х- хромосоме. У гетерозигот по рецессивной мутации я будет проявляться признак белые гл па только при утрате нормального аллеля в гомологичной хромосоме. Так, у мух РЯ!))ух/я, РЯ1)ЬР(ю и РЯ!)Хл'"злам проявляется фенотип белые глаза, а у РЯ 1) 7Угмн~/ я — глаза красные. Следовательно, ген и /иге расположен в общем для трех делеций участке ЗС2-3Сб и левее дистального конца (ближе к теломере) делеции РЯ1) Ы~4н6 Цитологические карты хромосом можно также строить с использованием гпранслонаяий и ннверснн. Первые цитологические карты хромосом Р. гпе(апохалгегсоставлены Ф. Добжанским. Метод перекрывающихся делеций использовал С.
Бензер при внутригенном картировании мутаций у фага Т4. 7.3.3. СРАВНЕНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКИХ И ЦИТОЛОГИЧЕСКИХ КАРТ В целом, сравнение генетических и циюлогических карт хромосом показывает их соответствие: чем больший процент кроссинговера разделяет пару генов, тем больше и физическое расстояние между ними. Порядок расположения генов на этих картах совпадает, однако расстояния между генами могут заметно различаться, Зто связано с тем, что кроссинговер в прицентромерных и теломерных районах у дрозофилы затруднен, поэтому и расстояния между генами на генетической карте в этих районах занижены. Кроме того, частота кроссинтовера зависит от ряда факторов: температуры, возраста особей, их пола, жизнеспособности, а также присутствия генов, влияющих на частоту кроссинговера, и структуры хромосом.
Вследствие этого определение частоты кроссинговера между одними и теми же генами у разных авторов может не совпадать и, кроме того, не соответствовать расстоянию на цитологической карте хромосом. В настоящее время цитологические карты хромосом построены у различных организмов, в том числе и у человека. Зто стало возможным благодаря использованию специальных методов дифференциального окрашивания хромосом с помощью флуоресцентных красителей или по Гимза. Зти методы выявляют на каждой хромосоме окрашенные и неокрашенные сегменты.
При обозначении местоположения гена сначала указывается номер хромосомы, в которой он локализован, затем символ плеча 1р — короткое и г1 — длинное), номер района и номер сегмента в пределах этого района. Например, запись 1с)21 означает, что речь идет о хромосоме 1, дпинном плече, районе — 2, сегменте — 1. Такая номенклатура сегментов позволяет описать цитологическую локализацию мна.
Например, ген миодисгрофии Дюшенна локализован в коротком плече Х-хромосомы Хр21 (см. гл. 19). Развитие молекулярной биологии привело к появлению новых современных методов картирования генов. Один из них — Днк-гибридизация гп лги. Для локализации какого-либо гена получают информационную РНК, транскрибированную с этого гена, а затем с помощью обратной транскри птазы ее ДНК-копию (кДНК вЂ” комплементарная ДНК). После этого проводят гибридизацию с денатурированной хромосомной ДНК и по месту гибридизации определяют, в каком участке хромосомы локализован данный ген (см.
гл. 18). (ищи«6 Общин ген«тики 7.4. НЕРАВНЫЙ КРОССИНГОВЕР и и ю обмен участками между хроматидами гомологичных хромосом осуществляя и с ~рого идентичных, тождественных точках. Благодаря этому при перекресте эисходит обмен равными участками хромосом. 13 очень редких случаях наблюдакпся разрывы в несимметричных точках, и хро~илы обмениваются неравными участками. Такое явление называкп неравным гссинговером. Вследствие неравного кроссинговера участок одной из гомолои ~ых хромосом может удвоиться или утроиться, а в противоположной хромосообразуется его нехватка.
Например, изучая мутацию Ваг1полосковидные глаза) розофилы, Стертевант в 1925 г. обнаружил, что фенотип «полосковидные глаза« яких мух обусловлен удвоением участка 16А в первой хромосоме. Но среди мух, ;ущих мутацию Ва«, иногда выявлялись особи с еще более-узкими глазами и мус нормальными глазами. Оказалось, что хромосомы особей улынра-Ваг имеют к1епный участок 16А, у мух дикого типа хромосомы нормальные. По мнению сртсванта, такие хромосомы могли образоваться в результате неравного крос~п овсра по участку 16А у гомозиготных особей В/В 1см.
рис, 13.5). 7.5. СОМАТИЧЕСКИЙ КРОССИНГОВЕР всстно, что гомологичные хромосомы в профазе митоза обычно не вступают в си~пическую связь, а располагаются отдельно и независимо друг от друга. В то же :мя описаны случаи, когда наблюдается митотическая конъюгация гомологичных )мосом и рекомбинация между несестринскими хроматидами. Доказательство существования митотического кроссинговера было получено и наблюлении мозаичных пятен у мух с генотипом 1у зн'/у«кн). Пятна образуютзхи да, когда рядом расположены два клона клеток, фенотипически отличающих- друг от друга и от клеток остальных тканей данной особи.
Гены у (уедои — желтое те- 1 и кв (кихе — «опаленные» щетинки) находятся в Х-хромосоме. Самка у ни+/у+ хп срозиготна по генам у и кп, и поэтому в отсугствие митотического кроссинговера фс~ кп ип будет нормальным. Однако если на стадии четырех хроматид между хрогилами гомологов (несестринскими хроматидами) произойдет кроссинговер, ичсм место обмена будет находиться между геном кп и центромерой, то после заю ки ~ ия деления могут образоваться клетки с генотипами у ип '/у зл'" и у«кн/у«кн.
и этого необходимо, чтобы после кроссинговера хроматиды каждого из гомологов 1п щи к одному полюсу клетки: у+ив — к одному полюсу, а у зп ' — к другому. Потом- дочерних клеток, размножившись в имагинальных дисках на стадии личинки, разукп мозаичные пятна. В этом случае на сером теле мухи с нормальными щенками появятся два пятна, одно из которых будет желтого цвета с нормальными ,тинками, а другое — серого цвета с «опаленными» щетинками. 1гя Гикки 7. Спепеекпе геппк и кро» «к.
и 7.6. ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА КРОССИНГОВЕР Кроссинговер представляет собой один из регулярных генетических процессов, контролируемых многими генами как непосредственно, так и через физиологическое состояние клеток во время мейоза или митоза. Гомо- и гетерогаметпый пол. Для абсолкпного большинства высших эукариот характерна примерно одинаковая частота кроссинговера как у гомогаметного, так и гетерогаметного пола. Однако есть виды, у которых кроссинговер отсутствует у особей гетерогаметного пола (например, у самцов дрозофилы и самок тутового шелкопряда), в то время как у особей гомогаметного пола он протекает нормально. При этом частота митотического кроссинговера у самцов и самок этих видов практически одинакова, что указывает на различные механизмы генетического контроля рекомби нации в половых и соматических клетках.
Структура хроматииа. На частоту перекреста в разных участках хромосомы влияет распределение гетерохроматиновых и эухроматиновых районов. В областях конститутивного гетерохроматина (в прицентромерных и теломерных районах хромосом) частота кроссинговера снижена, поэтому расстояние между генами в этих участках, определенное по частоте кроссинговера, может не соответствовать действительному.
Функциональное состояние организма. Частота кроссинговера зависит от возраста организма. Так, у дрозофилы максимальная частота кроссинговера наблюдается в первые 1О дней жизни, в следующие 1О дней наблюдается ее снижение, а после трех недель жизни — вновь подъем частоты рекомбинации. Можно предположить, что функциональное состояние организма влияет на течение различных стадий мейоза, т.к.
степень спирализации хромосом, скорость прохождения различных стадий профазы может в сильной степени зависеть от физиологического состояния клеток. Гепптпп. У разных видов обнаружены гены, изменяющие частоту кроссинговера. Они могут, как увеличивать, так и уменьшать частоту этого события, В качестве запирателей перекреста выступают также хромосомные перестройки, в частности инверсии и транслокаци и, так как они затрудняют нормальную конъюгацию хромосом в зиготене.
У дрозофилы обнаружен так называемый интрахромосомный эффект перестроек на частоту кроссинговера. Если в хромосоме, несущей инверсию, частота кроссинговера снижается, то в другой негомологичной структурно нормальной хромосоме частота кроссинговера возрастает. Экзогениьге факторы. На частоту рекомбинации могут влиять различные факторы внешней среды: температура, ионизирующие излучения, концентрация солей, химические мутагены, лекарства, гормоны.
При большинстве указанных воздействий частота кроссинговера повышается, По частоте различных типов рекомбинаций (мейотический и митотический кроссинговер, сестринские хроматидные обмены) можно судить о мутагенном действии лекарственных препаратов, канцерогенов, антибиотиков и тд. ГЕНЕТИКА ПОЛА 8.1. ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ДЕТЕРМИНАЦИИ ПОЛА В процессе развития зиготы происходит становление пола (дифференцировка), приводящее к возникновению наследственно закрепленных различий между мужскими и женскими особями.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
