Фогель, Мотульски - Генетика человека - 2 (947312), страница 75
Текст из файла (страница 75)
Против половых клеток и зигот, содержащих хромосомные аберрации, действует сильный агбар. Так, например, после облучения самок мышей довольно высокими дозами радиации число транслокапий, обнаруженных у потомства Гы оказалось очень небольшим. После облучения такой высокой дозой, как 3 Гр, у 1735 потомков (самак и самцов) бьшо найдено всего восемь транслокаций: около половины тога числа.
которое появилось после людей. В различных работах, выполненных на мышах, а также на кроликах, эффект составлял около половины того, который был обнаружен у людей; в экспериментах на морских свинках и макаках-резусах получены еще более низкие величины. С другой стороны, недавний анализ таких данных привел к до некоторой степени удивительному результату, состоящему в там, что ионизирующая радиация (почти?) не индуцирует робертсоновские транслакации [1453).
Реципрокные трансдокации могут быть индуцированы и при облучении самок мышей; в этом случае частота мутаций варьирует в зависимости от условий эксперимента (например, в зависимости от интервала времени между облучением и овуляцией). облучения самцов [1377). Проведено детальное изучение этога отбора в разные периоды развития эмбрионов путем прямого анализа хромосом на ранних эмбриональных стадиях после облучения самок мышей [1597а). Уменьшение числа зигот с хромосамными аберрациями после обработки ооцитов в течение преовуляторной фазы изучалось на четырех стадиях: второго мейатическаго деления; бластоцисты; гибели во время эмбрионального периода, обнаруживаемой с помощью теста на доминантные летали; у выживших эмбрионов доля хромосомных аберраций определялась на поздней стадии эмбрионального развития.
Около 88«гв всех мейотических (П) клеток содержали числовые или структурные хромосомные аберрации. К поздней стадии эмбрионального развития все клетки, в которых были обнаружены храмасомные аберрации, элиминировались. В итоге число эмбрионов, несущих аберрацию, оказалось не выше, чем в контроле. Согласно оценке, приведенной в отчете Шч(ЯСЕАВ за 1977 г., да рождении доживает 6«гл всех плодов с индуцированными хромосомными аберрациями. В упомянутом выше исследовании показано, что это очень приблизительная оценка; на самом деле доля выживающих плодов, вероятно, ниже.
То же самое справедливо в случае мутаций, индуцированных сильным химическим мутагеном — цитастатическим медикаментом тренимоном [1386а). Как уже отмечалось, у людей громадное большинство эмбрионов с хромосомными аберрациями также элиминируется до рождения (разд. 2.2.4). Резонно предположить, что такая ситуация характерна для преобладающего большинства индуци рова нных аберраций.
Радиационная индукция генггмных и хромосамных мутаций. чувствительность определенных клеточных стадий. Используя Х-сцепленные генетические маркеры мыши, можно различать животных с генотипом ХО и ХХ и выяснять, какое происхождение имеют Х-хромосомы особей ХΠ— отцовское или материнское. С помощью этого метода было показано, что частота спонтанного возникновения животных с гено- 236 б. Мутации типом ХО колеблется от 0,!его до 1,7'4 в зависимости от линии, на которой проводится исследование. Обычно одиночная Х-хромосома имеет материнское происхождение. Отцовская хромосома, очевидно, теряется за то время, которое проходит между оплодотворением и первым делением дробления [1609; 1612; 2!31.
В течение этого, довольно длительного периода-около 4,5 часов †отцовск и материнский геномы не сливаются друг с другом (разд. 2. !.24); они образуют «пронуклеусы». Именно в это время может произойти утрата отцовской Х-хромосомы. Риск утраты может повышаться при воздействии радиации, особенно если животное облучают в период между оплодотворением и первым делением дробления, т.е. на стадии пронуклеуса. Облучение на этом этапе приводит к появлению животных ХО и не дает генотипов ХХ з'.
Следовательно, причиной хромосомного дефекта в данном случае является именно утрата Х-хромосомы, а не нерасхождение хромосом. Нерасхождение, по-виднмому, усиливается при облучении сперматоцитов самцов, главным образом на стадии прелептотеньк что было показано при изучении метафаз 2-го деления. Результаты, полученные при облучении ооцитов, пока носят дискуссионный характер.
Потеря Х-хромосомы через короткое время после оплодотворения — в течение первых делений дробления - часто происходит также и у людей. По-видимому, именно она служит наиболее частой причиной образования зитот ХО. С использованием маркеров (групп крови Х8) показано, что в большинстве случаев утрачивается Х-хромосома, полученная от отца. Таким образом, феномен утраты Х- хромосомы характерен и для человека, и для мыши. Поэтому можно с уверенностью заключить, что хромосомы в преовуляторном ооците и очень ранней зиготе человека могут теряться, могут индуцироваться нерасхождения и структурные повреждения.
Радиационная индукция генных мутаций в мужском зародышевом пути. Методы исследования хромосом не входили в арсенал радиационной генетики млекопитающих в наиболее плодотворный для нее период 1950-х гг. В то время большинство исследователей было занято изучением индукции 1енных мутаций. Наиболее широко использовался для этого многолокусный тест на визуально обнаружимые рецессивные мутации. Число тестируемых животных исчислялось несколькими миллионами. Полученные в тот период данные свидетельствовали о заметном превышении уровня индуцированного мутагенеза над уровнем спонтанно~о мутагенеза у особей обоих полов.
Согласно полученным оценкам, частота мутаций у самцов составила около 30х !О в, а у самок 18,5х10 на рентген и на локус. Частота индуцированных мутаций в значительной степени зависит от условий облучения. Каковы же этн условия? Эффект мощности дозы. В противоположность упомянутым выше данным по дрозофиле доза, полученная однократно (высокая мощность дозы), дает гораздо более сильный эффект, чем та же доза„ распределенная в интервале времени (низкая мощность дозы) 1161 !1. На рис. 5.52 приводятся кривые дозового эффекта, построенные по результатам серии экспериментов, проведенных на самцах мышей, с использованием высоких и низких мощностей дозы.
Эффект мощности дозы очевиден из сравнения двух верхних кривых (острое облучение рентгеновскими лучами) с двумя нижними, которые иллюстрируют результаты хронического у-облучения прн крайне низких мощностях дозы. Несмотря на громадное число исследованных животных, 90;г-ный доверительный интервал для всех мутационных частот оказался довольно широким, Облучение с высокой мощностью индуцировало примерно в три раза больше мутаций, чем облучение той же дозой при низкой мощности. Такой эффект мощности дозы был продемонстрирован также и на половых клетках самок; он объясняется особенностями процессов репарации, про~екающей более б.
Мутации 237 Рве. 5.52. Кривыс доза — эффект и эффект мощности дозы после облучения самцов мышей во время постстсрильной фазы (облучение спермато1 онисв). Подсчитывалось число наблюдаемых мутантов ва 100000 генных локусов. Для всех экспериментальных точек показаны границы 90',много доверительного интервала. Три разные точки для 1О Гр отражают результаты облучения единовременной острой дозой (нижняя точка) и двух опытов с использованием фракционированных лоз. А 7з лве дозы. применявшиеся с интервалом в 24 ч.
°... ° хроническое у-облучение (0,9 мГр!мин). г)... Е) хроническое 7-облучение (0,1 мГр!мин) (16091. эффективно, когда повреждающий фактор действует и течение более прододжительного периода времени. Эффект уменыпения в случае единовременного облучения дозой 1О Гр обусловлен предшествующей элиминацией сильно поврежденных клеток. Такие парадоксальные зависимости эффекта от дозы нередко описываются в работах по механизму мутагенеза; мутагенный фактор может повреждать клетку па двух уровнях. Он может оказывать вредное воздействие, нарушая последующие клеточные деления, а может оставить клетку неповрежденной, затронув только генетический материал.
Анализируя мутагенную активность на фенотипическом уровне, мы рассматриваем только повреждение генетического материала, неявно предполагая, что выживаемость клетки остается неизменной. Если относительно низкая доза оказывает только мутагенный эффект, а более 0 88 200 400 518 800 800 881 1000 доза (вая) высокая доза отрицательно сказывается на выживаемости клеток, то в результате мы можем получить парадоксальную зависимость эффекта от дозы. Другой фактор, влияющий на частоту мутаций -стадия развития половых клеток, на которой происходит облучение.
У самок мышей, например, облучение, произведенное более чем за 7 недель до спаривания, не вызывало какозо-либо увеличения частоты мутаций. У самцов облучение достаточно зрелых клеток (сперматоцнтов) приводило к повышению частоты мутаций. Ионизирующая радиация индуцирует главным образом структурные повреждения хромосом и лишь относительно небольшое число точковых мутаций [1607; 1608), Более основательное изучение множества индуцированных мутапий, произошедших в семи локусах 238 б. Мутации мыши, показало, что эти мутации также чаще всего обусловлены хромосомными аберрациями.
Большинство из них представляло собой небольшие делеции. Помимо рецессивных мутаций, изучались также доминантные мутации, особенно те, которые влигпот на скелет или приводят к катарактам хрусталика 1"212; 1377). Крайне изменчивая экспрессивность и неполная пенетрантность таких мутантов обсуждались в разд. 3.6.2.5. Удваиваюигая доза. При обсуждении проблемы генетического риска, связанного с радиацией, для человека часто рассматривают так называемые удваивающие дозы 115371.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
