В.И. Иванов - Генетика (1117686), страница 53
Текст из файла (страница 53)
В зависимости от локализации утерянного участка хромосомы делеции делят иа: 1) иатерстицидньвые — отсутствует внутренний участок, не затрагивающий тело- меру; 2) концевые (дефишенси, или нехватки) — отсутствует тел омерный район и прилежащий к нему участок. Истинность таких делений в свете уникальной функции теломер поставлена под сомнение. В частности, до сих пор не ясно, действительно ли терминальные (концевые) нехватки, зафиксированные у множества пациентов с наследственными синдромами, например, с синдромом кошачьего крика (5р14), Волы)и — Хиршхорна (4р16) и др„образовались в результате одного разрыва. 228 Част» В 06щан генетика У человека описаны синдромы частичных моносомий, возникших в результате лелеций различных участков вхромосомах 4, 5, 9, 11, 13, 18, 21 и 22.
2. Дуяликации — локальное удвоение (повторение) определенного участка хромосомы (известны также случаи многократных повторений, или мультипликаций какого-либо участка). Дуплицированный участок может быль расположен в исходной хромосоме: либо непосредственно примыкая к исходному участку (тандемнан дунликация), либо в том же плече, но на некотором расстоянии от исходного участка, либо в другом плече исходной хромосомы. Кроме того, дуплицированный участок может быть локализован в негомологичной хромосоме, т.е. в другой группе сцепления.
В случае дупликации двух идентичных генов, сходных по характеру действия и оказавшихся в разных группах сцепления, при скрещивании будет наблюдаться характерное для дигибридного расщепления полимерных генов отношение 15:1. Одной из при чин дупликаций является неравный кроссинговер, имеющий место в том случае, если на некотором участке хромосомы гомологичные локусы при ко~ и югации в профазе 1 мейоза сдвигаются друг относительно друга на некоторое расстояние.
Именно этот феномен в качестве механизма возникновения тандем ных дупл и каци й у дрозофилы на примере мутации Вас еще в 1925 г. предложил Альфред Стертевант (рис. 13,5). ИА. Рапопоргу удалось добиться умножения этого локуса в Х-хромосоме до 8 раз. Тандемные дупликации обнаружены у нейроспоры, кукурузы, домашней мыши и других видов. Дупликации служат источником дополнительных участков генетического материала, функция которых может быть изменена в результате мутаций и последующе- ~ о отбора. За счет тандемных дупликаций относительно коротких нуклеотидных последовательностей может происходить удлинение генов.
К наиболее хорошо изученным у человека дупликациям относятся синдромы частичных трисомий по хромосомам 4, 7, 9, 12 и 14. 3. Инверсии — перестройки, суть которых — поворот на 180' участка, образовавшегося в результате двух разрывов, с соответствующим изменением расположения генов. Инверсии могут быть 1) нараиентринескиии (не включают центромеру в инвертированный участок, так как происходят в одном плече хромосомы) и 2) пеуииентринескими (захватывают центромеру). Данный тип перестроек наиболее часто встречается в природных популяциях. 1ру~ ша генов, локализованных в инвертированном участке, передается из поколения в поколение как единый блок, не разрываемый кроссингоаером. Особенно много лш шых о распространении инверсий в популяциях мух, комаров и мошек.
Наличие инверсий у них легко устанавливается при микроскопическом исследовании поли~енных хромосом слюнных желез. НП. Дубинин, НН. Соколов и Г Г Тиняков в сериии работ 30 — 40 гг прошлого века сформулировали механизмы эволюционного и реобразования генетического материала в результате этого широко распространенного типа хромосомных музаций. У гетерозигот по инверсиям на цитологических препаратах выявляются характер~ ~ые петли — результат конъюгации структурно измененной и нормальной хромосом. Если в инвертированном участке произойдет одиночный кроссинговер, то в случае парацентрической инверсии (рис.
13.6) возникнет одна хроматида с двумя цснтромерами, которые «разорвут» ее при расхождении в анафазе. Образующийся )лова Ы геодегничесние основы мугниционнод и гмг нчиын ти Вяг ' Ввг т 16А 16А 16А Вдг (думяацяя) Р (дялвцяя) Взг 1ВА ийз-Ваг (тдяяяякация) Взг' (дедяцяя) Рис. 13.5. Дупликат(нн Ваг улрозофилы. в — результат неравного кроссинговера в слУчае мутации Ваг Путем неравного кроссинговера могут получиться 2, 3 и большее число повторений Ваг, с увеличением числа которых нарастает степен~ уменьшения числа фасеток глаз. (Из: Инге-Вечтомов,1989); б — эффект положения в участке Ваг. Положение дупликации в хромосоме влияет на эффективность ве экспрессии в ходе развития.
Обе особи имеют по 4 участка Ваг, однако число фасеток глаза ~ораздо меньше, если 3 участка находятся в одной хромосоме (011га-Ваг), а четвертый — в Другой. (Из; Вгн(1)лз е1 а1., 2000) .нн пп ! ~пнппн нпнппплп А В С Р Е а е с1 с Ь 1 а а е д с Ь 1 А В С Р Е А В С Р Е Г а е д с Ь 1 а е Р С Ь а е д С В А Е Р А В с д Е Рис.
т 3.6. Конъюгация хромосом и последствия одиночного (а) и двойного 1б) кроссинговера при гетерозиготности по парацентрической инверсии. (Из: Инге-Вечтомов, 1989) бесцентромерный фрагмент будет утерян. В результате, из четырех хром атил две окажутся аберрантными. При гетерозиготности по перицентрической инверсии (рис. 13.7) одиночный кроссинговер не препятствуетрасхождениювсех хроматид. Но полноценнымии из четырех будут только две, так как другие две хромагиды несут делеции и дупликации нескольких генов.
Когда утраченные или удвоенные при кросс инго вере участки хромосом очень малы, они не влияют на жизнеспособность гамет и образуемых при их слиянии зигот. С))))))) ) ) '1) ))Вг))л) ааъ яг вг)ямы мулла)и))н)))))) нив )) ))вви)в)) гз1 А В С Р Е Г а е д с Ь 1 А В С Р Е Г А В С а е д с Ь ЕЕРсЬ а е О аеа С В А А В рис. 13.7. Конъюгация хромосом и последствия одиноч) говера "ри рози ти поп'рице р-еской инверсии ()И),. Инге-Веч,',м) и.: нге- ечтомов, 1989) Если внутри инвертированного участка происходя г няе"я полный набор генов без делений и дуцли«аций и м обр,м б и, таким о разом, обеспечи. вается жизнеспособность рекомби нантов, зг Чаггль /.
Общин гннеглнка Транслокационные хромосомы к !, еу 2разрыеа, фф х- ~",---"М ислальзоевны Дочерние Рмс. 13.8. Реципрокная траислоквцяя. (Из: Фогель и Могульски, 1989) У зиготы со сбалансированной транслоквцией в двух хромосомах будут комллементарные структурные аномалии Экспериментально полученные инверсии используются как «запиратели» кроссишовера. В гл. 14 приведены примеры использования линий дрозофилы с подавлегш ым из-за наличия инверсий кроссинговером для учета летальных мутаций. И ~ лтерси и в хромосомах человека приводят к нарушению гамегогенеза. 4, Траислокации — перемещения участков хромосомы в новое положение в ее пределах или обмен участками между разными хромосомами. 1'азличаюттранслокации; 1) симметричные (реципрокные) — соединение центрического фрагмента одной хромосомы с ацентрическим фрагментом другой (рис.
13.8), т.е. взаимный обмен у нзстками между двумя негомологичными хромосомами (именно реципрокную трш кслокацию клиницисты часто обнаруживают в семьях, где встречается более одцктй хромосомной аномалии). В результате конъюгаци и в мейозе транслоцированиые хромосомы у гетерози тот вместе со своими не перестроенными гомологами образуют характерную фигуру нтрапслокационного креста» (рис. 13.9). Плотная конъюгация вблизи точек разрывов оказывается затрудненной, что приводит к подавлению кроссинговера в этих участках.
Поскольку гомологичные участки есть у всех четырех конъюгирующих хромосом, в профазе мейоза образуются квадриваленты. Из шести возможных типов пншоидиых продуктов, возникающих при трех способах расхождения хромосом, ~ олько два типа функционируют нормально: те, что получили полные наборы генов, характерные для исходных родительских форм. Остальные четыре типа гамет будут иметь несбалансированные хромосомные наборы: гамета будет содержать хромосому с лелецией или дупликацией по отдельным участкам; 2) аслммелгричлые — соединения центрических или ацентрических фрагментов, в резул ьтате которых образуются ди центр ики, три центр и ки и т д.; 3) робертсоиоеские — слияние негомологичных акроцентрических хромосом в области их центромер с образованием одной метацентрической хромосомы (рис.
13.10). Траислокации этого типа названы по имени В. Робертсона, предложившего гипотезу о слиянии хромосом лля обьяснения уменьшения их числа в хромосомном наборе. Центрическое слияние — распространенный тип хромосомных перестроек у человека. В него могут вовлекаться все пять пар акроцентриков — хромосом с одним длинным и вторым очень коротким (иногда с трудом обнаруживаемым) плечом. При образовании робертсоновскихтранслокаций вместе с утратой коротких Глава /Х 'Йоретачегинв основы мугиглаииинн~ итмги ни~и ~ин к ь м ту О 4 В С 0 Е Р ~зх::::::::э Р е м ту О Р Д В С 0 Ь К 1/..
Р 'в О дР к КР Е ОА в и~с Р~Р ь К~К Ь А В С 0 Е Р А В Сгс Е Р Р Е Мтту О Р к ь м ту О Р и В с 0 ь к А В с 0 е А В С О Ь К К Ь М и О Р К Е М и О Р Р е м ту О Р Р е м ту О Р А В с 0 ь к а б а Рис. 13,9. Мейоз у гетерозиготь< по рецнпрокной транслокации. (Из: Инге-Вечтомов, 1989) а — дае полноценные гаметы; б и и — четыре типа гамет, несущих делеции и дуплииации плеч утрачиваются и содержащиеся в них гены рибосомной РНК, что подтверждается результатами ДН К-РНК-гибридизации.
Однако это не сопровождается какими- либо функциональными отклонениями, и носители таких хромосом совершенно глн нн т. Общин генетики Утрата фрагментов (2 разрыва) Гранслокационная хромосома Дочерняя клетка глоровы. Если в ходе мейоза транслоцированная хромосома попадет в половую <летку, то зи гота будет трисомной. Именно по такому типу происходит формирова- гие транслокационного синдрома Дауна (см.
часть П, Медицинская генетика). 13.1.3. ГЕННЫЕ МУТАЦИИ улщыс (точковые) мутации — это изменения числа и/или поСледовательности нук- ~сотилон н структуре ДНК (вставки, выпадения, перемещения, замещения нуклео- илон) н пределах отдельных генов, приводящие к изменению количества или каче- ~ на соответствующих белковых продуктов. ГЕННЫЕ МУТАЦИИ Замены нуклеотидов 'ИП Делеции и/или инсер- ции нуклеотидов (АЗВАНИЕ Миссенс- Нейтральные Нонсенс- мутации мутации мутации Фреймщифт-мутации (сдвиг рамки считьтва- ния) Замены основании приводят к появлению трех типов мутантных кодонов: с измес~ нтым смыслом (мисселс-мутации), с неизмененным смыслом (нейтральные мутаии) и бессмысленных, или терминирующих кодонов (нонсенс-мутации).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
