1625913344-8903f4a71ad640872a209e228a3a0bd4 (531148), страница 42

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

Текст из файла (страница 42)

.. QМIIaОa—РbbО"—$аасо—— '"aООN39*&Лababj/\_ LйООа }аaо»аОbbТаbab...............................- V ----------------------------Расщепление припервом деленииРасщепление привтором деленииРис. 9.11. Образование тетрад Р, N и Т в зависимости от наличия или отсутствиякроссинговера между генами и соответствующими центромерамиMl, Mil — первое и второе деления мейозаВ общем виде формула для определения расстояния (D) междугенами:D = - 33,33 In [1 - l,5f(T)],где f(T) — частота тетратипов (производная от функции Холдейна,см. гл.

8).Расстояние между генами и центромерами определяют при тригибридном скрещивании, пользуясь той же формулой, однако теперьчастота тетратипа зависит от суммы расстояний двух генов от ихГлава 9. Жизненные циклы. Процессы, ведущие к рекомбинации у эукариотФ 229центромер, и соответственно величина D — это сумма расстоянийдвух генов от их центромер.

Так определяют величины D^, DAC иDBC, связанные как стороны треугольника. С учетом этого расстоя­ние каждого гена от своей центромеры определяют:D/i = (Dab + DАс —DBC)/2;Dfi = (Д -iB + D bc —0/1сУ2;Dc = (D/ic + Dsc —D/4b)/2.Расстояние при этом выражают в условных единицах — стрейнах. Наименование «стрейн» происходит от общего сокращенияимен трех генетиков, внесших выдающийся вклад в изучение реком­бинации, Стертеванта, Троу и Холдэйна.

Подробное обоснование ивывод этих формул можно найти в специальных руководствах (Заха­ров И. А. Курс генетики микроорганизмов. М., 1978; Захаров И. А.,Кожин С. А., Кожина Т. Н., Федорова И. В. Сборник методик по ге­нетике дрожжей-сахаромицетов. М., 1984).При гибридологическом анализе у грибов можно использоватьслучайную выборку гаплоидных сегрегантов при освобожденииаскоспор из асков. Конкретная тактика использования приемов ге­нетического анализа диктуется его задачами. Так, расстояние междугенами проще определить в случайной выборке аскоспор, сцеплениегенов с центромерами — в тетрадном анализе.

В дальнейшем будетпоказано, что сцепление генов с центромерами можно определить ив случайной выборке аскоспор, и даже в моногибридном скрещива­нии, но для этого следует обратиться к полиплоидам (гл. 15).Генетический анализ при парасексуальном процессеУ многих грибов возможно слияние вегетативных гиф, в результа­те чего гаплоидные ядра штаммов оказываются в общей цитоплазме.При генетических различиях между такими ядрами возникают гетерокарионы, которые могут длительно существовать, размножаясь наоснове митотических делений ядер, как, например, у N.

crassa. Это яв­ление широко используют для изучения взаимодействия между гена­ми, аллелями, между генами ядра и цитоплазмой. При этом между ал­лелями одного гена могут устанавливаться рецессивно-доминантныеотношения, в общих чертах аналогичные отношениям в гетерозиготе.Однако в тех случаях, где возможно сравнивать гетерозиготы и гетерокарионы, последние иногда показывали разный характер аллель­ных взаимодействий, что, по-видимому, связано минимум с двумяобстоятельствами: 1) количественное соотношение ядер, а значит, иаллелей в гетерокарионе может варьировать; 2) аллели и гены одногоядра пространственно разделены не так, как в гетерокарионе.230 *Часть 2. Разнообразие и единство генетических механизмовУ некоторых грибов, например у N. crassa, гаплоидные гетерокарионы можно поддерживать неограниченно долго. У других грибов,например у видов Aspergillus, процесс дальше развивается в формепарасексуального цикла, как назвал его Г.

Понтекорво в 1949 г. Ядрагетерокариона иногда сливаются с образованием диплоиоидныхучастков мицелия, которые можно селектировать при действии па­ров d-камфоры, как это делают для Aspergillus nidulans и Penicilliumchrysogenum. Далее в ходе митотических делений диплоидные ядрамогут претерпевать два независимых процесса: гаплоидизацию имитотический кроссинговер, ведущие к митотическому или сомати­ческому расщеплению.Гаплоидизация происходит спонтанно. Ее эффективно индуциру­ет п-фторфенилаланин. Если при митотических делениях диплоид­ное ядро теряет одну хромосому (2п - 1), то возникающее анэуплоидное ядро становится нестабильным и последовательно теряет всехромосомы одного набора, пока не установится стабильное гапло­идное число. При этом хромосомы разных пар ведут себя независи­мо, а гены одной хромосомы обнаруживают абсолютное сцепление.Поэтому для локализации неизвестного гена в уже маркированнойгруппе сцепления необходимо установить, с какими из маркеров по­стоянно ассоциирован исследуемый ген при гаплоидизации.Локализовать ген уже в пределах группы сцепления можно наоснове митотического кроссинговера, спонтанного или индуциро­ванного рекомбиногенными факторами (см.

гл. 8). Следует помнить,что кроссинговер на участке ген-центромера приводит к гомозиготизации всех генов, расположенных дистальнее точки обмена в по­ловине ядер (клеток) — потомков рекомбинантного ядра (см. гл. 8,рис. 8.9, Б и рис. 9.12). Таким образом, митотический кроссинговерможно использовать для локализации генов одного плеча хромосо­мы по отношению к центромере.При этом расстояние наиболее удаленного от центромеры марке­ра (гомозиготизация по которому происходит чаще всего) принима­ется за 100%, а расположение остальных маркеров определяют поформуле:D = Na6/ N „x Ю0%,где D — расстояние ген — центромера,— общее число митоти­ческих сегрегантов, гомозиготных по b; Na6— число сегрегантов,гомозиготных по а и b одновременно, если Ъ — маркер, наиболееудаленный от центромеры.При изучении рекомбинации с центромерой гены различных плечодной хромосомы не обнаруживают сцепления, т.

е. ведут себя неза-$5 231Глава 9. Жизненные циклы. Процессы, ведущие к рекомбинации у эукариотРасхождениехроматидМитотическийкроссинговерФенотипa b e d1 -о4и+ + + +■*■ + + +2 -о- а + +3 ■о*b e dили1 -о3иab+bсc+ + + +d+ ba +_ _ +±2 -о -с dd+ + + ++ + + +1-о- L+ + + +42 -oa\ J Ъ + 7i+ + + ++илиьbи +e d2-0- a +4+ dc+++С+Рис. 9.12.

Результат митотического кроссинговера на участке а-b в тетрагетерозиго­те по сцепленным генам, когда рецессивная аллель картируемого гена с находится вмаркированном гомологе (А) и в немаркированном гомологе (Б) (J. Barnett, 1983)«+» — доминантные аллели генов а, Ь, с, dвисимо. Сцепление между ними устанавливают при исследованиигаплоидизации.Рассмотрим картирование на основе митотического кроссингове­ра на примере данных, полученных Г.

Понтекорво и Г. Кейфер (1958)для Aspergillus nidulans. Диплоид ade + + +/+ pab pro у (ade, pab,pro — потребность в аденине, п-аминобензойной кислоте, пролине,у — желтая окраска конидий) дал следующее соотношение (среди232 &Часть 2. Разнообразие и единство генетических механизмовpropabу874100Рис. 9.13. Расположение трех генов по отношению к центромере (светлый кружок) наоснове митотического кроссинговера у Aspergillus nidulans (по данным G. Pontecorvo,Н. Kafer, 1958)371 митотического рекомбинанта, гомозиготного по у, который слу­жил в данном случае в качестве маркера-селектора).++ + у+pab + у+ pab pro уade pab pro у96245300В предварительных опытах по гаплоидизации было показано,что все четыре гена находятся в одной группе сцепления.

Самоебольшое расстояние — гена >> от центромеры — принято за 100%;расстояние центромера — pro 30:371 х 100% = 8%; центромера —pab 275:371 х 100% = 74%. Таким образом установили порядокрасположения генов и их расстояние от центромеры (рис. 9.13). Ре­комбинанты, гомозиготные по ade, не были получены, возможно, изза очень тесного сцепления ade с центромерой либо из-за того, чтоade находится в другом плече хромосомы, а двойной митотическийкроссинговер случается очень редко.Таким образом, парасексуальный процесс, различные этапы ко­торого имеют низкую частоту, тем не менее дает надежные результа­ты при генетическом анализе.На картах групп сцепления, построенных на основе учета мейотической и митотической рекомбинации, т.

е. при парасексуальномпроцессе, гены располагаются в одинаковой последовательности,как это показано для Aspergillus nidulans.9.7. Одноклеточные зеленые водорослиУ одноклеточных зеленых водорослей как микробиологическогообъекта известен очень узкий круг пищевых потребностей — аук-Глава 9. Жизненные циклы. Процессы, ведущие к рекомбинации у эукариотФ233сотрофность по аргинину и по некоторым витаминам. То же харак­терно и для всех зеленых растений. Причины такого явления еще неустановлены.

Водоросли представляют собой удобный объект дляизучения генетики фотосинтеза.Жизненный цикл наиболее изученного в генетическом отноше­нии представителя водорослей Chlamydomonas reinhardtii показан нарисунке 9.14. Это гаплобионт. В результате копуляции подвижныхгамет «+» и «-» типов спаривания образуется зигота, которая послепериода созревания делится мейотически и образует четыре или во­семь гаплоидных клеток — неупорядоченные тетрады или октады.Тем самым у хламидомонады возможен тетрадный анализ.

Половойпроцесс у хламидомонады осуществляется между морфологическиодинаковыми гаметами «+» и «-», которые вносят одинаковое ко­личество цитоплазмы в зиготу. Гаплоидные потомки наследуют типспаривания в соотношении 2+ : 2 -.Гибридологический анализ возможен также у Volvox. Наряду схламидомонадой и вольвоксом в генетических исследованиях ис­пользуют также ряд агамных, лишенных полового процесса водо­рослей: Chlorella, Euglena, Scenedesmus. Возможности генетическогоанализа у них ограничиваются получением мутантов и исследовани­ем их вегетативного потомства.9.8. ПростейшиеВ настоящее время простейшие (Protozoa) выделяют в самостоя­тельное подцарство, включающее 7 типов и насчитывающее более65000 видов, из них более 10000 видов составляют паразитическиепростейшие.

Характеристики

Список файлов книги