1625913344-8903f4a71ad640872a209e228a3a0bd4 (531148), страница 68
Текст из файла (страница 68)
Какой из трех типов мутаций, происходящих у человека, — аутосомная рецессивная, аутосомная доминантная, сцепленная сполом рецессивная — имеет наибольшие шансы проявиться вследующем поколении?8. Какие типы генных мутаций у бактериофага могут ревертировать под действием диаминоакридина?9. Дайте определения понятий «мутация», «мутант».10. Какие известны методы учета мутаций: а) у дрозофилы, б) у высших растений, в) у микроорганизмов?11. Чем отличаются обратные мутации и реверсии?12.
При высеве на среду без гистидина 109 клеток культуры Е. coli,нуждающейся в этой аминокислоте, выросло 175 колоний. Можно ли на основе этих данных определить частоту спонтанногомутирования His - —*■His+? Прокомментируйте ответ.Глава 13. Мутационный процесс. Генные мутации36913. После воздействия ультрафиолетовым светом на среде со стрептомицином выросло в среднем по 12,5 колоний Е. coli на чашку.Без облучения на среде без стрептомицина выросло в среднемпо 173,7 колоний на чашку.
Разведения в обоих вариантах одинаковы. Можно ли по этим данным определить частоту индуцированных мутаций устойчивости к стрептомицину? Необходимыли дополнительные данные? Какие?14. У самоопыляющегося растения в опыте, согласно схеме на рисунке 13.8, А, мутантное потомство возникло уже в F,. Предложите объяснение.15. Подсчитайте частоту спонтанных реверсий на клетку за одноклеточное деление (рис. 13.4), если каждая микроколония содержит 1 х 105 клеток. Проведите аналогичные расчеты по даннымрисунка 12.4, Б.16. Гидроксиламин вызывает замены GC—>АТ или GC—>ТА.
Мутант Е. coli ревертирует под действием 5-бромурацила и2-аминопурина, но не под действием гидроксиламина. Что можно сказать о молекулярной природе прямой мутации?17. Что такое адаптивный мутагенез?18. Приведите схему сайт-направленного мутагенеза.19. Как соотносятся первичные повреждения генетического материала и мутации?Глава 14. Хромосомные перестройки14.1. Делеции (и дефишенси)14.2. Дупликации14.3. Инверсии14.4. Транслокации14.5. Эффект положения14.6. Транспозиции14.7.
Рекомбинационный механизм хромосомных перестроекВопросы к главе 14В соответствии с классификацией мутаций в зависимости от характера изменения генетического материала наряду с генными мутациями принято рассматривать хромосомные мутации. Их называюттакже хромосомными перестройками, или хромосомными аберрациями. Они представляют собой перемещения генетического материала, приводящие к изменению структуры хромосом в пределах кариотипа.
В такие перестройки могут быть вовлечены участки однойхромосомы или разных — негомологичных — хромосом. В соответствии с этим критерием выделяют аберрации внутрихромосомные имежхромосомные (рис. 14.1).Внутрихромосомные перестройки подразделяют на делеции —выпадения частей хромосомы, не захватывающие теломеру, а такжеконцевые нехватки, первоначально обозначавшиеся термином дефишенси, который теперь используют редко; дупликации, или удвоения(умножения) части хромосомы; инверсии — изменения чередованиягенов в хромосоме вследствие поворота участка хромосомы на 180°.Межхромосомные перестройки включают транслокации — перемещения части одной хромосомы на другую, не гомологичную ей.Особое положение занимают транспозиции и инсерции — изменения локализации небольших участков генетического материала,включающих один или несколько генов.
Транспозиции могут происходить как между негомологичными хромосомами, так и в пределаходной хромосомы. Поэтому транспозиции занимают промежуточное положение между внутрихромосомными и межхромосомнымиперестройками.С точки зрения цитологически регистрируемых картин, аберрации подразделяют на хромосомные и хроматидные. Эта классификация связана исключительно со временем возникновения перестроек — до или после репликации хромосом.Глава 14. Хромосомные перестройкиФ 371ХРОМОСОМНЫЕ ПЕРЕСТРОЙКИМЕЖХРОМОСОМНЫЕВНУТРИХРОМОСОМНЫЕsо3влUclJТРАНСПОЗИЦИИSаэ-о* *=х•■ Я“§^ Sгг<Х>SZTLU5dSXXфО-5 .XCDИSйксеmXCDXsс;cz>*c tТРАНСЛОКАЦИИss;оCLUJСОXsРис.
14.1. Типы хромосомных перестроекПри изучении хромосомных аберраций решающее значение имеет объединение цитологического и генетического методов. На ихвзаимодействии основывается большой раздел генетики — цитогенетика. Изменение структуры одной из пары гомологичных хромосом или двух и более хромосом, принадлежащих разным парамгомологов, удобнее всего изучать в профазе мейоза — во время ихконъюгации. Поскольку конъюгация осуществляется очень точнопо длине хромосом — хромомер к хромомеру на стадии пахитены,аберрации влекут за собой изменение характера конъюгации. Ещеудобнее для этой же цели использовать политенные (гигантские)хромосомы двукрылых, поскольку они находятся в состоянии соматической конъюгации.Хромосомные перестройки часто приводят к различным фенотипическим изменениям, которые объясняются локализацией точекразрывов внутри или вблизи тех или иных генов.14.1. Делеции (и дефишенси)Вследствие нехваток хромосомы укорачиваются, и физическоеотсутствие участка одного из гомологов приводит к гемизиготномусостоянию генов, находящихся в нормальном гомологе.
Если теряются доминантные аллели одного из гомологов гетерозиготы, то наблюдают фенотипическое проявление рецессивных аллелей хромосомы, не затронутой аберрацией.В Х-хромосоме D. melanogaster известна доминантная мутацияNotch, приводящая в гетерозиготе к появлению вырезки на крыле.В гомозиготном или гемизиготном состоянии эта мутация летальна,поэтому ее всегда поддерживают в гетерозиготе. При скрещиваниигетерозиготных самок N/+ с самцами y w f в F, половина самок имеетдикий фенотип, половина — вырезку на крыле и белые глаза. Этопроисходит потому, что Notch представляет собой делецию, захватывающую локус W, но не Y и F, находящиеся слева и справа от W.372 &Часть 3.
ИзменчивостьПоскольку вследствие делеций теряются участки хромосом,у гетерозигот по этим перестройкам наблюдают характерные нарушения конъюгации гомологов.Более длинная нормальная хромосома образует петлю на участке, соответствующем делеции(рис. 14.2).Мы уже отмечали, что делеции и дефишенси были использованы для сравнения генетических и цитологических картхромосом (см. гл. 7). НаборыРис. 14.2.
Конъюгация гигантскихнезависимо полученных и перехромосом D. melanogaster в случаекрывающихся делеций в однойделеции Notch в одном из гомологовхромосоме используют для точ(по F. Ayaia, J. Kiger, 1980)ной локализации гена на цитоБуквы и цифры — обозначения участковлогической карте. Это возможноХ-хромосомы на цитологической картедля объектов с хорошо различимой дифференциацией хромосом по длине, например пахитенныххромосом кукурузы или политенных хромосом двукрылых, а такжеблагодаря дифференциальной окраске хромосом. Границы делецийуточняют по нарушению конъюгации и изменению рисунка хромосом. По проявлению или непроявлению рецессивной аллели в гетерозиготе с делецией устанавливают, захватывает ли данная делецияисследуемый ген.
Таким образом, сопоставляя данные по перекрыванию делеций и по их влиянию на экспрессию рецессивной аллели,локализуют ген на хромосомной (цитологической) карте. В качествепримера на рисунке 14.3 приведена локализация нескольких геноввблизи локуса W при помощи делеций Notch.Делеции обычно детальны в гомозиготе, что указывает на выпадение каких-либо жизненно важных генов. Очень короткие делециимогут не нарушать жизнеспособности в гомозиготе.Концевые нехватки, или дефишенси, устанавливают по тем жекритериям, что и делеции, однако вследствие их расположения приконъюгации не образуется петля, а одна хромосома оказывается короче другой. Примеры дефишенси известны у многих организмов,включая человека.
Тяжелое наследственное заболевание синдром кошачьего крика, названное так по характеру звуков, издаваемых больными младенцами, обусловлено гетерозиготностью по дефишенси вГлава 14. Хромосомные перестройки$? 3732 6 4 -3 32 6 4 -3 72 6 4 -3 92 6 4 -22 6 4 -1 9264 8Рис. 14.3. Локализация генов в районе локуса W в Х-хромосоме D.melanogaster(Н. Slizinska, 1938)В таблице показано перекрывание нескольких делеций, дающих эффект white-Notchв гетерозиготе с мутацией w. Черным в таблице показаны делеции; если концы ихлокализованы неточно, участки заштрихованы.
Цифры и буквы по горизонтали втаблице — обозначения дисков на политенных хромосомах; по вертикали — номераделеций. Вверху — генетическая карта; рп — prune, w — white, rst — roughest, fa —facet, dm — diminutive, ec — echinus. Над генами — их расстояния в сантиморганах отконца Х-хромосомы5-й хромосоме. Этот синдром сопровождается умственной отсталостью. Обычно дети с таким синдромом рано умирают.При отделении фрагмента хромосомы он, как правило, теряется,если не содержит центромеры. Фрагмент, содержащий центромеру,реплицируется, и его копии нормально распределяются при клеточных делениях.
Иногда наблюдается фрагментация хромосомы непосредственно в области центромеры. В этом случае могут возникнуть374 #Часть 3. Изменчивостьдве телоцентрические хромосомы. Известны примеры, когда в результате разрыва в области центромеры возникали метацентрические хромосомы вследствие удвоения сохранившегося плеча безрепликации центромеры. Это так называемые изохромосомы, содержащие одинаковый набор генов в обоих плечах в инвертированнойпоследовательности: АСВЕОЕВСА, где О — центромера.Фрагменты хромосом не теряются и в случае диффузной центромеры (см. гл. 4). По-видимому, различия по числу хромосом унекоторых видов ожики (род Lusula) возникли вследствие фрагментации хромосом с диффузной центромерой. Так, при скрещиванииL.
sudetica, имеющей в диплоидном наборе 48 мелких хромосом, иL. campestris с 12 хромосомами образуются гибриды с 30 хромосомами, которые в мейозе обнаруживают 6 унивалентов и 6 тетравалентов. При этом с каждой из шести длинных хромосом L. campestrisконъюгируют по три короткие хромосомы L. sudetica, располагаясьдруг за другом вдоль длинной хромосомы.Большие возможности для выявления делеций, дефишенси идругих хромосомных аберраций открывает метод дифференциальной окраски хромосом (см.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
