Айала, Кайгер - Современная генетика - т.2 (947305), страница 66
Текст из файла (страница 66)
(ПО РОП!сирии Л.Но 1974. ГЭЕЧЕ!ср. Вю1., Зб, 212.) дрозофнл собраны при 17'С, а личинки переводятся в температурные условия 29'С на разных стадиях развития, фенотнп имаго соответствует показанному на рис. 17.27. На этом рисунке также приведены результаты реципрокного эксперимента-яйца собраны при 29 С и перене- сены в 17 С. Какова ваша интерпретация этих данных? 17.9. Данные, представленные в таблице, взяты из оригинальной работы Стертеванта, посвященной исследованию гинандроморфов Р.
з!ти1алз. В них отражено число случаев, когда клетки следующих Но % 2! 2з 31 Зз 4! 4з 51 5з 6 111 176 202 182 171 171 178 — 60 22 — 64 216 178 78 20 70 Данные из Сиге!и-Велмо А., Мапииы Х (!969). Л Нхр. Еоо!., 17й, б!. Нн з!9 2! 2б 3! Зз 4! 4з 5! 5з О 200 229 196 197 48 99 72 47 33 89 72 35 — 79 227 217 77 95 69 95 43 96 241 322 216 304 120 209 76 210 111 232 66 187 96 220 39 180 97 213 — 165 У У У .! - — — --м«о У -+ — — — — 'ан~,с Х9 9 ! 1-- !9-$355 17. Генетический анализ развития хь + — ~ — +-!в "~5;Ы ХЬ 9 — +-Ф— Рнс. !?ДВ. Мнтотнческнн рекомбннацнн кле- ток генотипа у/у; ЯЬ гГЬх9/ЯЬ 9 17Ьх выя- вляется в обеих Х-хромосомах н в правом плече третьей хромосомы. Прн низкой дозе рентгеновского облучения рекомбннадия про- органов — хоботка (Нп), крыла (%Ь абдоминальных тергитов (!), абдоминальных стернитов (з) и гениталий — различались по полу у 758 гинандроморфных половин мух (поскольку мухи билатерально симметричны, анализ одной мухи дает два набора данных относительно частоты, с которой разделительная граница проходит между двумя зачатками).
Используя компас и линейку, как можно точнее постройте на основе этих данных карту зачатков. Расстояние приводите в стертах. Не забудьте о том, что, как и в генетических картах хромосом, адцитивность лучше нсего проявляется в случае малых расстояний. 17.10. Митотическая рекомбинация может быть индуцирована путем рентгеновского облучения развивающегося организма. Если хромосомы несут соответствующие генетические маркеры, клональные потомки клетки, в которой произошла митотическая рекомбинация, могут быть идентифицированы, как показано на рис.
17.25. Возможные резульз аты митотической рекомбинации в клетках дрозофилы генотипа У/У БЬ+ — — — — - — -- г Ъ 5,999~ исходит только н нескольких клетках дичин- ки, н вероятность того, что оба события произойдут н одной н той же клетке, очень низка. ЯЬ(/Ьх+/5Ь+(/Ьх приведены на рис. 1728. Х-хромосома гетерозиготна по мутации уейо59, вызывающей желтый цвет кутикулы и щетинок; третья хромосома гетерозиготна по мутации 5гиЬЫе (БЬ), вызывающей появление коротких щетинок, и по мутации ИггаЬ!!йогах ((/Ьх). В гомозиготном состоянии мутация (/Ьх приводит к превращению метаторакса (ТЗ) в мезоторакс (Т2) (рис. 17.! 4), а также и другим трансформациям, вызывающим гибель особи перед ее выходом из куколки.
Клоны клеток (/Ьх/(/Ьх идентифицируют по наличию у имаго нормальных щетинок вместо коротких и по появлению в метатораксе имаго некоторых структур мезоторакса, например клеток крыла и крупных щетинок (в нормальном метатораксе крупные щетинки полностью отсутствуют). Как вы используете эту генетическую систему и рентгеновское облучение, чтобы установить, в какое время в процессе развития происходит действие гена (/Ьх ', которое вызывает выбор клетками пути развития метаторакса, а не мезоторакса? Генетика соматических клеток: картирование генома человека Традиционные методы генетического анализа, разработанные Менделем, основаны на переходе из диплоидного состояния в гаплоидное в процессе мейоза. Восстановление диплоидности происходит при оплодотворении.
Изменения плоидности обеспечивают сегрегацию генов, то есть их распределение в потомстве. Несколько десятилетий назад было показано, что соматические клетки зукариот можно размножать ш ч11го, т. е. поддерживать в виде так называемых клеточных культур (рис. ! 8.1). У этих культивируемых !и т11го клеток в норме не происходит смены диплоидной и гаплоидной фаз. Тем не менее существуют различные способы, позволяющие изучать определенные генетические феномены на культурах клеток.
Существенным преимуществом клеточных культур является то, что возникновение новой клеточной генерации занимает несколько часов, тогда как появление нового поколения на уровне целой особи †э месяцы или годы. Дополнительное преимущество для изучения генетики человека †з возможность комбинировать наследственные детерминанты клеток в культуре, поскольку проведение направленных скрещиваний между людьми, естественно, невозможно. Недавно были разработаны способы получения гибридных клеток, содержащих наследственную информацию различных видов организма, например человека и мыши.
Такие гибриды нельзя получить другими способами, т.е. на уровне целых организмов. Распределение хромосом при размножении клеток культуры происходит по механизму митоза. Обычно клеточная линия является потомком одной клетки (и, таким образом, представляет собой клон) или нескольких клеток ткани определенного типа. В лабораторных условиях растительные и животные клетки чаше всего проходят лишь ограничен- 291 !8. Генетика соматических клеток: картирование генома Рнс. 18.1. Клоны клеток человека, растущие на поверхности агара в чашке Петри. (Соиггеву ог Ргог.
Т.Т. Расц 'г1а1гсгв11у о1 Со!огаоо Мсо1са1 Бспоо18 нос число делений, а затем гибнут. Однако в распоряжении исследователей есть н линии, клетки которых способны расти неограниченно долго. Такие линии обьтно получают нз раковых клеток. Способность к длительному размножению этих клеток в культуре несомненно связана с неограниченной пролнферативной способностью раковых клеток в живом организме. Клетки прокариот, например Е. со11, гаплоидны, для соматических клеток эукарнот характерна диплоидность. Это ограничивает возможности генетического анализа, так как рецессивные аллелн не выявляются в гетерозиготе.
Растительные клеточные линии, состоящие нз гаплоидных клеток, можно получить при культивировании клеток гаметофитов. Это позволяет отбирать ауксотрофные мутанты н производить другие манипуляции подобно тому, как это делается для гаплоидных микроорганизмов. Клеточные линии животных могут стать «функционально» гаплоидными при утере целых хромосом или их частей.
К этому же приводит ннактивацня генов с помощью транслокацнй или других хромосомных перестроек. Например, в линии клеток яичника китайского хомячка один нз двух аллельных генов в целом ряде покусов инактивирован в результате хромосомных перестроек. Хромосомный набор длительно поддержнвающихся культур клеток отличается от набора нормальных клеток. При культивировании часто 292 происходят потери хромосом, некоторые сегменты хромосом могут делетироваться, дуплицироваться или перемещаться.
Возникающие аномалии можно использовать для картирования генов и других генетических исследований. Наиболее очевидные успехи генетики соматических клеток связаны с картированием генов человека. Этой теме посвящена основная часть данной главы. Некоторые примеры применения генетики соматических клеток к растительным клеткам приведены в последнем разделе главы. Рис. 18.2. Различия в размерах между клетками человека и бактериями. На микрофотографии показано ядро зукариотической клетки в окружении множества бактерий. Ввиду сильных Экспрессия генетического материала различий в размере число человече- ских клеток в лабораторной культуре значительно меньше числа клеток в культуре бактерий.
1Сопггезу о1 уг'. К. Вгеа, х'а1е Бп1чегя11у.) 18. Генетика соматических клеток: картирование генома 293 Геном человека Гаплоидный геном человека содержит 3 10 п.н. Повторяющиеся последовательности ДНК составляют около 30%. Количество копий этих последовательностей в геноме человека варьирует от единиц до нескольких тысяч. Остальные 70м т.е, приблизительно 2 1Оо п.но представляют собой «уникальные» последовательности, присутствующие в виде одной или единичных копий. Около 90ог РНК, транскрибируемой с уникальной ДНК (гяРНК), не покидает ядро клетки.
Только 10%, что соответствует в хромосоме 2 10в п.но транспортируется в цито- плазму, где происходит трансляция. Исходя из того, что процессированная мРНК, кодирующая белок, состоит в среднем из 1500 нуклеотидов, можно подсчитать, что человеческий геном содержит информацию для кодирования около 130000 белков (2 10н:1 500 = 130000). Часто структурные гены, кодирующие те или иные полипептиды, содержатся в геноме человека в виде нескольких копий. Нет точного способа определения доли таких генов или степени их повторяемости. Тем не менее есть основания полагать, что число различных полипептидов, кодируемых геномом человека, находится в диапазоне от 30000 до 100000. Для оценки числа структурных генов в геноме человека можно предложить следующий подход.
Известна нуклеотидная последовательность фрагмента ДНК величиной 60000 п, но содержащего гены р-глобинового семейства (рис. 18.3). Этот фрагмент ДНК входит в состав одиннадцатой хромосомы и содержит пять функциональных структурных генов: (), Ь, Ау, ау и а, которые кодируют четыре различных полипептида (два гена 7 кодируют идентичные белки). Таким образом, на каждый белок приходится по 15 000 (60000:4) пар нуклеотидов.
Сходные данные получены при изучении генов а-глобинового семейства. Фрагмент ДНК величиной 30000 п.н., расположенный в шестнадцатой хромосоме, содер- Хромосома 11 Зморноннльный взрослый Вмтальньай А А А б,в стл;фм,фг А А 60 50 Зо 20 10 0 т.н.н. Рис. 18.3. Семейство 0-глобнновъы генов че- ловека расположено в хромосоме 11. Вели- чина представленного фрагмента хромосомы около 60 т.п.н. Ои салери!йт путь функцио- нально активных генов (й, т, т, Ь н О) и два псевдогеиа (ф!!2 и ф01). Обозначение с<6,4» иа рисунке указывает положение повто- ряюшейсв последовательности 6,4 т.п.и., чис- ло копий которой составляет 3000 на геном.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
