1625913253-370a6a284fd588d5bd80fe1fe3f74362 (840067), страница 14
Текст из файла (страница 14)
Его приняторассматривать как апофеоз преимуществ высокой гетерозиготности и полногозакрепления гетерозиса. Но ведь сам по себе гетерозис объясняется низкойвероятностью выхода в гомозиготу аморфных мутаций. В данном же случае растениепошло на то, чтобы для обеспечения постоянной гетерозиготности специальнофиксировать летали и выводить их в гомозиготу, в каждом поколении«преднамеренно» теряя половину своих гамет!38. Эффект положения конститутивного и мозаичного типа.Модификаторы эффекта положения.Эффект положения конститутивного и мозаичного типа.
Модификаторы эффектаположения.3.1. Общие замечанияТранскрипция ДНК эукариот осуществляется сложнейшей молекулярной машинерией,которая принимает во внимание не только кодирующую последовательность, но ивесьма протяженные и зачастую находящиеся достаточно далеко на хромосомерегуляторные последовательности, связанные (или не связанные) с определеннымибелками. Неудивительно, что на возможность и интенсивность транскрипции, аследовательно, и генной экспрессии, оказывает сильнейшее влияние хромосомноеокружение гена, а в широком масштабе - состояние хроматина на данном участкехромосомы. Детектируемые на уровне фенотипа различия в экспрессии одного и тогоже гена в разном хромосомном окружении принято называть общим термином эффектположения, который подразделяется на эффект положения конститутивного имозаичного типов.3.2.
Эффект положения конститутивного типаЕще в 1925 г. Альфред Стёртевант обнаружил, что фенотипический эффект редукцииглаза у дрозофилы зависит не только от того, сколько копий соответствующего участкагенома имеет муха, но и как они расположены: а именно, гетерозиготы Bar.
+/BBдемонстрируют бОльшую степень редукции, чем гетерозиготы B / B, то есть тандемнаятрипликация данного участка хромосомы в гетерозиготе с нормальной хромосомойнарушает развитие глаза сильнее, чем гетерозигота по двум тандемным дупликациям..В 1934 г. Дубинин и Сидоров опубликовали данные о фенотипическом проявленииаллелей локуса cubitus interruptus в условиях хромосомной перестройки.
Нормальныйаллель этого локуса, вследствие инверсии перенесенный из прицентромерногогетерохроматина в эухроматин, из доминантного становится полудоминантным. Такимобразом, наблюдалось ослабление эксрессии гена, оказавлегося в «непривычном»хромосомном окружении, что даже получило название «эффект Дубинина». Обратимвнимание, что в данном случае ослабление наблюдалось при перенесении гена изгетерохроматина в эухроматин, хотя общепризнано, что эухроматин транскрипционногораздо активнее гетерохроматина и мы могли бы ожидать скорее обратного эффекта.Подобные явления устойчивого изменения экспрессии гена в измененномхромосомном окружении получили общее название эффекта положенияконститутивного типа.
Сами по себе они указывают на важность хромосомногоокружения для экспрессии генов. Однако следующее явление, эффект положениямозаичного типа, позволяет еще глубже проникнуть в эти закономерности.3.3. Эффект положения мозаичного типаЭффект положения мозаичного типа – принятый в русскоязычной литературеэквивалент выражения position effect variegation, которое можно было бы перевестидословно как «пестрота эффекта положения».
Он был обнаружен Г. Мёллером в 1930 г.в опытах, вовлекающих инверсию по первой хромосомы Inv(1)wm4 (Рис. 3.1).Одна из точек разрыва инверсии находилась в эухроматине поблизости от локуса w,другая – в гетерохроматине. В результате инверсии нормальный аллель w+ оказалсяперенесенным в непосредственную близость к блоку гетерохроматина, вернее кобрезанному блоку гетерохроматина. В результате экспрессия аллеля оказаласьнеустойчивой, что легко наблюдать у самцов, имеющих этот аллель в гемизиготе:красная окраска их глаз оказалась неравномерно-пятнистой, с неокрашеннымисекторами (Рис. 3.1).Хотя в данном случае речь идет лишь о перемещении гена в несовйственное емуположение на хромосоме с сохранением его первичной структуры и ближайшегохромосомного окружения, исторически он был обозначен как особый аллель гена w,wm – white mottled («белый пятнистый»), вернее как серию таких аллелей, допустивесьма популярный в исследованиях эффекта положения мозаичного типа wm4.
Дляудобства записей генотипа эта практика поддерживается до сих пор.Наличие локальных окрашенных и неокрашенных пятен, а не равномерно ослабленнойокраски глаза мухи - само по себе говорит о многом. Во-первых, активация гена w насоответствующей стадии развития глаза происходит по закону «все или ничего». (Приобсуждении этого классического примера эффекта положение для простоты принятонекорректно говорить об «инактивации гена w», в то время как речь идет о непроизошедшей его активации, что не одно и то же. Однако корректное выражение былобы громоздким, поэтому ниже мы также будем говорить об «инактивации»).
Вовторых, окрашенные либо неокрашенные клетки в пределах пятна с очевидностьюпредставляют собой один клон клеток. При этом ген w активировался либо неактивировался у предка этого клеточного клона, и это его активное либо неактивноесостояние передавалось от клетки-предка к клетки-потомку эпигенетически. В третьих,хаотичный характер пятен говорит, что эта неактивация гена в нужное времяпроисходит стохастически с некоторой вероятностью, а не строго закономерно.3.4.Модификация эффекта положенияФенотипические проявления эффекта положения мозаичного типа оказалисьизменчивыми. На примере с пятнистыми глазами могли изменяться размер пятен иобщая площадь неокрашенной поверхности глаза.
Было обнаружено, что такиемодификации могут быть вызваны тремя классами факторов: 1) температурой, 2)общим количеством гетерохроматина в ядре и 3) определенными мутациями.Оказалось, что эти факторы всегда влияют одновременно и скоррелированно сразу надва параметра: процент инактивированных клеток и дистанцию эффектараспространения.В классическом примере с инактивацией гена w мухи, выраженныепри температуре 16?С имеют белые глаза, при температуре 24?С – мозаичные глаза,при 29?С - красные.
Оказалось, что влияние температуры происходит в ограниченныйпериод раннего эмбриогенеза – как раз на той стадии, когда происходит формированиегетерохроматина.39. Картирование генов с помощью делеций.Генетическое картирование - это определение группы сцепления и положениякартируемого гена относительно других генов данной хромосомы. Чем больше геновизвестно у данного вида, тем точнее результаты этой процедуры. Как правило, числогенов в группах сцепления зависит от линейных размеров соответствующих хромосом.Однако, протяженные области конститутивного гетерохроматина (в районецентромеры и теломерных участков) практически не содержат генов и, таким образом,нарушают эту зависимость.
На первом этапе картирования определяютпринадлежность гена к той или иной группе сцепления. Как известно, у D. melanogasterвдиплоидном наборе четыре пары хромосом: первая пара — половые хромосомы (XX— у самок, XY — у самцов), вторая, третья и четвертая — аутосомы. Число генов в Yхромосоме самцов очень мало. Для локализации вновь возникшей мутации необходиморасполагать набором маркерных генов для каждой хромосомы.
Картирование мутацииосновывается на анализе ее сцепления с этими маркерами. Например, еслиинтересующая нас мутация наследуется независимо от маркеров второй хромосомы,делается вывод о ее принадлежности к другой группе сцепления. Скрещиванияпроводятся до тех пор, пока не удастся выявить сцепленное наследованиеанализируемой мутации с маркерными мутациями какой-либо хромосомы. Второй этапкартирования подразумевает определение положения гена на хромосоме. Для этогоподсчитывают расстояние между этим геном и уже известными, маркерными генами.Для подсчета генетических расстояний проводят специальные скрещивания, впотомстве которых учитывают частоты кроссоверных и некроссоверных особей.Предполагается, что расстояние между двумя генами пропорционально частотекроссинговера между ними.
Следует иметь в виду, что, чем дальше расположены другот друга гены, тем чаще между ними происходят множественные перекресты и тембольше искажается истинное расстояние между этими генами. Частая рекомбинациямежду расположенными далеко друг от друга генами может привести к увеличениючисла кроссоверных организмов в потомстве анализирующего скрещивания до 50%,имитируя независимое наследование изучаемых признаков. Поэтому при составлениикарт расстояния между далеко расположенными генами следует использовать ненепосредственный подсчет числа кроссоверных особей в анализирующихскрещиваниях, а сложение расстояний между многими близко расположенными другот друга генами, находящимися внутри изучаемого протяженного участка. В этомслучае сцепление между далеко расположенными генами можно установить по ихсцепленному наследованию с промежуточно-расположенными генами, которые в своюочередь сцеплены между собой.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
