1625913344-8903f4a71ad640872a209e228a3a0bd4 (531148), страница 17

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 17)

е. превращение ее враковую) многоклеточного организма также происходит после до­стижения ею точки старта.Благодаря тому, что мутации каждого гена cdc имеют характерноепроявление — специфическое нарушение почкования, деления ядраи т. д., можно определить временную последовательность и взаи­мозависимость событий в клеточном цикле.

Зная фенотипическоепроявление каждой серии мутаций cdc, их объединяют в гаплоидахпопарно путем скрещивания и последующего расщепления. Есликакие-либо из этих мутаций обнаруживают эпистатическое взаимо­действие, это указывает на то, что эпистатирующая мутация произо­шла в гене, функционирующем в клеточном цикле раньше, чем тотген, мутация которого гипостатична.

Значение исследований генети­ческого контроля клеточного цикла по достоинству оценено присуж­дением Нобелевской премии 2001 г. JI. Хартвеллу (США), Т. Хантуи П. Нерсу (Великобритания).4.4. Строение хромосом. КариотипМорфологию хромосом обычно описывают на стадии метафазыили анафазы, когда они лучше всего видны в клетке. Для некоторыхрастений морфологию хромосом можно описать в профазе мейоза илимитоза.

В зависимости от расположения центромеры различают:а) акроцентрические, или палочкообразные, хромосомы, у которыхцентромера находится на конце или второе плечо настолько мало,что его не различают на цитологических препаратах;б) субметацентрические хромосомы с плечами разной длины;в) метацентрические хромосомы, у которых центромера расположе­на посередине или почти посередине.Центромера, или первичная перетяжка, — важнейшая часть хро­мосомы. Она определяет движение хромосомы и различима в видеболее светлой зоны, которая движется в митозе, увлекая за собойнесколько отстающие плечи хромосомы.

Центромера имеет сложноестроение: в ней находится ДНК с характерной последовательностьюнуклеотидов, ассоциированная со специальными белками.Хромосома обычно имеет одну центромеру. Ее потеря, напримерв результате хромосомной аберрации, вызванной ионизирующимГлава 4. Цитологические основы наследственности#85излучением, приводит к нарушению подвижности и потере хромо­сомы. Известны виды, содержащие полицентрические хромосомы стак называемой диффузной центромерой, например растения родаLusula (ожика) или животные: Ascaris megalocephala, насекомыеотряда Hemiptera и др. У этих видов даже фрагменты разорванныххромосом благополучно расходятся к полюсам.Вторичные перетяжки в отличие от первичной перетяжки неслужат местом прикрепления нитей веретена и не определяют углаизгиба хромосом при их движении.

Вторичные перетяжки связаныс образованием ядрышек, их также называют ядрышковыми орга­низаторами. Во вторичных перетяжках локализуются гены, ответ­ственные за синтез рРНК. Синтез и созревание рРНК происходят вядрышках.Теломеры, или концевые участки хромосом, в значительной сте­пени ответственны за существование хромосом как индивидуальныхобразований. Концы разорванных хромосом могут сливаться междусобой, но никогда не сливаются с теломерами. Следовательно, имен­но теломеры препятствуют слипанию хромосом.В структуре хромосом, видимых в световой микроскоп, различаютболее темные участки — так называемый гетерохроматин и болеесветлые — эухроматин. В гетерохроматине хромосомы сильнее спирализованы, чем в эухроматине.

Гетерохроматиновые участки функ­ционально менее активны, чем эухроматиновые, в которых и локали­зована большая часть известных генов. Характер распределения эу- игетерохроматиновых участков постоянен для каждой хромосомы наопределенной стадии митоза, что служит дополнительным критериемпри их идентификации на цитологических препаратах.У некоторых хромосом есть спутники — участки, соединенныес остальной частью хромосомы тонкой нитью хроматина. Форма ивеличина спутника постоянны для хромосом, которые их имеют.Дифференциальная окраска хромосом. Дифференцировкахромосомы по длине может быть выявлена и искусственным пу­тем с применением окрасок, которые основаны на использованиикрасителей, имеющих сродство к участкам ДНК определенногостроения.Даже окраска по Фельгену, специфичная по отношению к дезоксирибозе ДНК, при использовании некоторых предобработок можетвыявить участки хромосом, окрашивающиеся с разной интенсивно­стью.Q -окраска с использованием флуоресцирующего красителя —квинакрина (quinacrine), а также Н-окраска с использованием друго­86 ФЧасть 1.

Наследственностьго флуоресцирующего красителя (Hoechst 33258) выявляют участкихромосом, обогащенные парами нуклеотидов А-Т.G-окраска выявляет участки, обедненные генами, содержащиеповышенное по сравнению со среднестатистическим количествоА и Т. У человека в этих участках часто локализуются повторяющи­еся последовательности LINE.R-окраска, использующая специальную предварительную об­работку с последующей окраской красителем Гимза, выявляет по­перечную исчерченность хромосом, обратную той, которую выявля­ет G-окраска. Участки R обогащены генами, содержат повышенноечисло пар Г-Ц, в них (у человека) часто встречаются повторяющие­ся элементы SINE.Т-окраска — вариант R-окраски, выявляющий преимущественноконцевые — теломерные — участки, наиболее обогащенные генами,парами Г-Ц и элементами SINE.С-окраска, основанная на тепловой денатурации и последующейренатурации ДНК и окраской по Гимза, выявляет преимущественногетерохроматиновые участки хромосом.FISH (fluorescent in situ hybridization) — выявление участков го­мологии какому-либо фрагменту предварительно денатурированныхмолекул ДНК, объединенному с флуоресцирующим красителем, ис­пользуемому в качестве зонда при гибридизации, непосредственнона цитологических препаратах.GISH (genomic in situ hybridization) — метод, аналогичный FISH,но использующий в качестве зонда полную геномную ДНК какоголибо вида и позволяющий выявить участки гомологии на препара­тах хромосом другого вида.Два последних метода не являются методами дифференциальнойокраски в строгом смысле слова, но они также выявляют гетероген­ность хромосом по длине.Дополнительные возможности для выявления структурно­функциональной дифференциации хромосом по длине открываютметоды иммунодетекции белков, взаимодействующих с ДНК хромо­сом постоянно или только на определенных стадиях клеточного цик­ла.

Применение при этом методов флуоресцентной микроскопии, атакже компьютерные обработки изображений, наделяемых при этомнекоторыми виртуальными цветами («псевдоцветами»), позволяетсоздавать многоцветные и воистину живописные образы хромосом.Этот подход Н. Б. Рубцов назвал хромосомной живописью.Постоянные характеристики хромосомного набора, их число иперечисленные морфологические особенности, наблюдаемые непо­Глава 4. Цитологические основы наследственности87средственно или выявляемые при помощи дифференциальной окра­ски, используют для описания кариотипа.Кариотипом называют совокупность признаков, по которымможно идентифицировать данный хромосомный набор: числохромосом, их форма, определяемая прежде всего расположениемцентромер, наличие вторичных перетяжек, спутников, чередова­ние эухроматиновых и гетерохроматиновых районов и т. д. Такимобразом, кариотип — это паспорт вида.

Кариотип может бытьизображен в виде идиограммы — схемы, на которой хромосомырасполагают в ряд по мере убывания их длины. На идиограммепринято изображать по одной из каждой пары гомологичных хро­мосом.Наименьшее число хромосом среди эукариот имеет нематодаAscaris megalocephala univalens (2n = 2). Наибольшие числа хромо­сом встречаются у простейших и папоротников, для которых харак­терны высокие уровни полиплоидии. У них число хромосом дости­гает нескольких сот. Обычны диплоидные наборы, содержащие отдесятка до нескольких десятков хромосом (табл. 4.2 и 4.3).У многих растений, а также животных наряду с постояннымикомпонентами кариотипа — так называемыми А-хромосомами — вядрах некоторых особей данного вида содержатся дополнительные,или В-хромосомы.

Часто они почти целиком состоят из гетерохро­матина. Число их варьирует от одной до нескольких десятков у не­которых видов Himenocallis (растение). Причины их появления и вы­полняемые ими функции до сих пор не ясны, однако известно, чточастота встречаемости В-хромосом повышается на границах ареа­лов видов.4.5.

Гигантские (политенные) хромосомыВ клетках некоторых дифференцированных органов двукрылыхнаходятся так называемые гигантские хромосомы. Впервые этихромосомы в 1881 г. описал Е. Бальбиани в клетках слюнных железмотыля (Chironomus). В дальнейшем такие гигантские хромосомыбыли обнаружены у личинок двукрылых в ядрах клеток кишечника,мальпигиевых сосудов, а также у некоторых растений в ядрах синергид (см. гл. 9, раздел 9.2), например у гороха.

Гигантские хромосомыв 100-200 раз длиннее и в 1000 раз толще (содержат до 1000 хромо­нем), чем хромосомы многих интерфазных соматических и половыхклеток.У личинок Drosophila melanogaster общая длина четырех пархромосом в слюнных железах составляет 2000 мкм, а в обычных со-88 «Часть 1. НаследственностьТаблица 4.2Числа хромосом (диплоидный набор) некоторых животных (из Лобашева, 1967,с дополнением)Организм2nОрганизм2nЧеловек — Homo sapiens46Карась — Carassius arrutus94-100Шимпанзе — Pan troglodites48Комнатная муха — Musca domestica12Макака резус — Macaccus rhesus42Плодовая мушка — Drosophila mela­nogaster8Лошадь — Equus caballus64Сазан — Cyprinus carpio104Лошадь Пржевальского —Е.

Характеристики

Список файлов книги