Дж. Уилсон, Т. Хант - Молекулярная биология клетки - Сборник задач (1120987), страница 122
Текст из файла (страница 122)
В случае обработки йаа1 вариант ПДРФ, характерный для гена А-типа, отсутствует у мужчин, не отличающих зеленый цвет, а вариант ПДРФ, характерный для гена В-типа, отсутствует у мужчин, не отличающих красный цвет (рис. 10-24). Следоытельно, геи А-тнпа кодирует зеленый зрительный пигмент, а ген В-типа кодирует красный зрительный пигмент. Б. Гены красного и зеленого зрительных пигментов физически сцеплены, так как они присутствуют на одном фрагменте Хо!1 (рис. 10-25).
Поскольку зонд, комплементарный обоим генам, гибридизуется только с одним фрагментом Хо!1 даже у индивццов с различным числом генов А- и В-типа, то гены должны быть расположены на одном и том же фрагменте. В. Ген В-типа (красный пигмент) расположен на 5'-конце кластера, а ген А-типа (зеленый пигмент) на его 3'-конце. Как показано на рис. 10-33, БГ!1-фрагмент, разрезаемый Хо!1, может содержать последовательность, комплементарную зонду, лишь в том случае, если ген В-типа расположен на 5'-конце кластера. Г.
Присутствие весьма сходных (идентичных на 98%) генов вблизи этого участка позволяет предположить, что вариабельность среди мужчин с нормальным цветовым зрением возникает скорее всего вследствие гомологичной рекомбинации (неравный кроссинтовер) между тандемно повторенными генами. В пользу этого предположения свидетельствует и то, что у индивидов с увеличенным числом этих генов наблюдается одинаковое приращение (на 39 т.п. н.) размеров фрагмента Хо!1 (рис.
10-25). Другими словами, фрагменты Хо!1 у мужчин с 2 генами (105 т.п.н. у индивида 1) Контроль генной экспрессии 429 я. нарданый кяоссингоааа мялду ганами, кодияующими згитяпьныа пи гманты Рас. 10-34. Неравный кроссанго- вер, в результате которого происхо- дят делецяя гена нлп образуется габрндпый ген (отает 10-33). Рекомбипация по гомологичпым слйтам, указанным стрелкой 1 (Л), приводит к образованию гибрид- ньк генов (Б). Рекомбанацяя по гомологнчпым сайтам, указанным стрелкой 2, приводит к делепяп генов а одной хромосоме и добаа- леяяю их к другой (В).
в. пяодукты Рякомвинлции по сяйтям, указанным отгадкой ! в, паодукты яакомаиндции по сяйтям, указанным стяяпкой г отличаются от размеров фрагмента )ч)о!! у мужчин с 3 генами (144 т.п.н. у индивида 3) на 39 т.п.н. Если неравный кроссинговер между этими генами происходит часто, на что указывает вариабельность генов, наблюдаемая среди мужчин с нормальным цветовым зрением, тогда дальтонизм может возникать в результате этого же процесса. Неравный кроссинговер может приводить к злпминации гена путем делеции либо к изменению функции при образовании гибридного гена (рис. 10-34). Веским аргументом в пользу этого предположения служит тот факт, что отличие генов мужчин-дальтоников, исследованных с помощью рестриктазы )ч(о(1 (рис. 10-25, индивиды 7, 12 и 14), от генов нормальных мужчин, состоящее в приращении Хо!1-фрагмента (39 т.п.н.), точно соответствует такому различию среди нормальных мужчин.
Простейшее объяснение подобного приращения в размерах фрагмента — это неравный кроссинговер внутри семейства тандемно повторенных генов. Литература: Бпйапз, ус 7йотаз, Оз Нодпезз, В.Б. Мо1еси!аг йепебсз оГ Лшпап со1пг т(з!пп: бйе йепея епсоб!пй Ыпе, йтееп апз( гез) р!8гпеп!з. бс!епсе 232, 193-202, 1986. Найаяз, з',; Гпппгапяуа, Т. РС ЕИу, Я. Бз Яйпззз, Т. Вз Нояпезз, О.
Я. Мо1есп!аг йепейсз оГ шйегйед тапаппп !п Лшпап со1ог т!з!пп. Яс!епсе 232, 203 — 210, 1986. Ройгазд пз наг)мпз, .Гз Вази, я. Гг' .тапбегп а1тау оГ лшпап тьпа1 Р!8шеп! йепез а! Х928. Яс!епсе 240, !669- 1671, 1988. Га34 А. Схема рекомбинации, в результате которой возникают мутантные гены, определяющие появление дихроматов и аномальных трихроматов, представлена на рис. 10-35. Такая рекомбинация не является чем-то уникальным, подобные события часто происходят между различными последовательностями хромосом. Тем не менее на этом примере можно проиллюстрировать принципы неравного кроссинговера.
(Поскольку эти гены сцеплены с полом, рекомбинация между 430 Глава 10 Рве. 10-35. Этапы неравной ре- комбинации с образованием генных структур, определяющих появление дпхроматов и аномальных трп- хроматов (ответ 10-34). ж ОдинОчный кРОссинГОВеР В, ОДИНОЧНЫЙ КРОССИНГОВЕР В. ДВОЙНОЙ КРОССИНГОВЕР разными последовательностями хромосом должна происходить только у женщин. Рекомбинация между идентичными последовательностями может также происходить между сестринскими хроматидами у мужчин. Чтобы осуществилась передача потомству, каждое из этих событий должно происходить в клетках зародышевого пути.) Требует отдельного комментария рекомбипапия, в результате которой нарушается восприятие зеленого цвета (дихроматы О К+).
Она может произойти в результате двух неравных кроссинговеров либо вследствие конверсии ~снов. Любое из этих событий, которые неразличимы по конечному результату, приводит к замещению участка в одной молекуле ДНК гомологичным участком из другой молекулы ДНК. Б. Элементы, участвующие в регуляции транскрипции при экспрессии гена, обычно расположены в области 5'-концов генов. Таким образом, если экспрессия этих генов контролируется на уровне инициации транскрипции, что, вероятно, и имеет место в данном случае, то вполне можно ожидать, что гибридные гены, как и нормальные, должны экспрессироваться в соответствии с тем, какая последовательность расположена на их 5'-концах. Следовательно, гибридные гены у дихроматов, не воспринимающих красного цвета (О+К ), и аномальных по красному цвету трихроматов (О+К'), вероятно, экспрессируются, как гены красного пигмента, так как их 5'-концы относятся к генам красного пигмента.
Аналогичным образом у дихроматов, не воспринимающих зеленого цвета (О К+), и у аномальных по зеленому цвету трихроматов (О'К') гибридные гены экспрессируются как ген зеленого пигмента, поскольку содержат 5сконцы. Контроль генной экспрессии 431 В. Единственный ген, присутствующий у дихроматов, не воспринимающих красного цвета (О'К ), должен определять такую же спектральную чувствительность, как ген зеленого пигмента, даже если он содержит лишь часть гена зеленого пигмента. (Результаты изучении многих мужчин-дальтоников подтверждают предположение, что 3'-часть гена пигмента кодирует домен, ответственный за способность пигмента поглощать свет.) Если единственный гибридный ген кодирует «зеленый» пигмент, то можно ожидать, что мужчина, несущий такой ген, окажется дальтоником, не воспринимающим красного цвета.
Интересно, что, по-вндимому, «зеленый» пигмент экспрессируется в клетках, которые в норме должны были бы стать красными колбочками, так как у гибридного гена 5'-конец тот же, что и у гена красного пигмента. Клетки, которые в норме должны были бы стать зелеными колбочками, могут совсем не содержать пигмента, так как в ннх нет гена, 5'-конец которого был бы таким же, как и у гена, коднрующего зеленый пигмент. Два гена, имеющиеся у дихроматов, не воспринимающих зеленого цвета (О К+), вероятно, проявляются как гены красного пигмента, поскольку 3'-часть гибридного гена получена от гена красного пигмента. Так как 5'-конец гибридного гена принадлежит гену зеленого пигмента, то, вероятно, в клетках, которые в норме должны были бы стать зелеными колбочками, экспрессируется гибридньш «красный» пигмент, Таким образом, нормальные красные колбочки, очевидно зкспрессируют красный пигмент, а нормальные зеленые колбочки могут зкспрессировать гибридный «красный» пигмент.
Аномальные по красному цвету трихроматы (О+К') несут два нормальных гена зеленого пигмента, которые, вероятно, нормально экспресснруются в зеленых колбочках. Гибридный ген, который, по-видимому, экспрессируется в красных колбочках, должен кодировать пигмент с измененной спектральной чувствительностью, поскольку у таких трихроматов цветовое видение нарушено.
Аномальные по зеленому цвету трихроматы (О'К+) несут один нормальный ген красного пигмента и один нормальный ген зеленого пигмента, каждый из которых экспрессируется, по-видимому, в соответствующих колбочках. Гибридный ген содержит 3'-конец гена красного пигмента и, таким образом, или определяет чувствительность к красному цвету, или кодирует пигмент с измененной спектральной чувствительностью.
Поскольку его 5'-конец получен от гена зеленого пигмента, гибридный ген, видимо, экспрессируется в зеленых колбочках. Присутствие в одной колбочке смеси зеленого н красного пигментов или зеленого пигмента и пигмента с измененной спектральной характеристикой, очевидно, меняет обычную спектральную чувствительность колбочки, что приводит к аномальному восприятию зеленого цвета. Литература: Гчайа»«, ус Рганги»Ы«, Т Рс Ей«у, Я.Г..; ЯЬ«иа, ТВ., Ггод»«и, П.З. Мо!есп1«г яепебсе оГ !ппепГ«0 чапагюп оГ 1пппап со1ог ч!е!оп.
Я«!енсе 232, 203 — 210, 1986. 10-35 А. Перенос Ту-элемента зависит от обратной транскрипции промежуточной РНК. В норме обратная транскриптаза экспрессируется на очень низком уровне. Однако в вашей модифицированной плазмиде обратная транскриптаза находится под контролем элементов, регулирующих синтез галактозы. В при- 432 Глава 10 сутствии глюкозы (в отсутствие галактозы) элементы, контролирующие синтез галактозы, выключают ген, в результате экспрессия обратной транскриптазы находится на очень низком уровне. В присутствии галактозы ген, кодирующий обратную транскрнптазу, включается и экспрессируется очень интенсивно.
Следовательно, в значительной степени возрастает и частота переноса. Частота колоний Н1о+, индуцированных Ту, низка, поскольку для активации дефектного гнстидинового гена необходим очень специфический перенос: Ту-элемент должен переместиться в сайт, находящийся вблизи 5'-конца этого гена. Таким образом, если даже перенос происходит почти во всех клетках, все же включение поблизости от дефектного гистидинового гена происходит относительно редко. Данные, приведенные на рис. 10-27, указывают на то, что почти во всех клетках, несущих плазмиду с Ту-элементом, при росте на среде, содержащей галактозу, произошел один или более переносов.
При каждом переносе возможно изменение активности илн экспрессии генов, вблизи которых встроился Ту-элемент. Если этот элемент встраивается в кодирующую часть гена, это может привести к исчезновению активности, кодируемой данным геном. Если же он встраивается в некодирующую область вблизи гена, то может измениться экспрессия гена.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
