Делеции и дефишенси

В процессе жизнедеятельности организмов хромосомы укорачиваются, и физическое отсутствие участка одного из гомологов приводит к геми- зиготному состоянию генов, находящихся в нормальном гомологе. Если теряются доминантные аллели одного из гомологов гетерозиготы, то наблюдается фенотипическое проявление рецессивных аллелей хромосомы, не затронутой аберрацией.

В ^-хромосоме D. melanogaster известна доминантная мутация Notch, приводящая в гетерозиготе к появлению вырезки на крыле. В гомозиготном или гемизиготном состоянии эта мутация легальна, т. е. обладает летальным действием, поэтому она всегда поддерживается в гетерозиготе. При скрещивании гетерозиготных самок N / + с самцами ywf в F половина самок имеет дикий фенотип, половина - вырезку на крыле и белые глаза. Это объясняется тем, что Notch представляет собой делецию, захватывающую локус w, но не у и f находящиеся слева и справа от w (рис. 9.2).

Поскольку вследствие делеций теряются участки хромосом, у гетерозигот по этим перестройкам наблюдаются характерные нарушения конъюгации гомологов. Более длинная нормальная хромосома образует петлю на участке, соответствующем делеции.

Делеции и дефишенси используются для сравнения генетических и цитологических карт хромосом. Наборы независимо полученных и перекрывающихся делеций в одной хромосоме используют для точной локализации гена на цитологической карте. Это возможно для объектов с хорошо различимой дифференциацией хромосом по длине, например пахитенных хромосом кукурузы или политенных хромосом двукрылых, а также благодаря дифференциальной окраске хромосом. Границы делеций уточняют по нарушению конъюгации и изменению рисунка хромосом. По проявлению или непроявлению рецессивного аллеля в гетерозиготе с делецией устанавливают, захватывает ли данная делеция исследуемый ген. Таким образом, сопоставляя данные по перекрыванию делеций и их влиянию на экспрессию рецессивного аллеля, локализуют ген на хромосомной (цитологической) карте.

Локализация генов в районе локуса w в Л'-хромосоме D. melanogaster

Рис. 9.2. Локализация генов в районе локуса w в Л'-хромосоме D. melanogaster.

В таблице показано перекрывание нескольких делеций, дающих эффект white - Notch в гетерозиготе с мутацией w. Цифры и буквы по горизонтали в таблице - обозначения дисков на политенных хромосомах; по вертикали - номера делеций.

Вверху - генетическая карта: рп - prune, W - white, rsl - roughest, fa - facet, dt - diminutive, ec - echinus. Над генами - их расстояния в морганидах от конца Л'-хромосомы

Делеции обычно детальны в гомозиготе, что указывает на выпадение каких-либо жизненно важных генов. Очень короткие делеции могут не нарушать жизнеспособность в гомозиготе.

Концевые нехватки, или дефишенси, устанавливают по тем же критериям, что и делеции, однако вследствие их расположения при конъюгации 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 гетеро- зиготностью по дефишенси по 5-й хромосоме. Этот синдром сопровождается умственной отсталостью. Обычно дети с таким синдромом рано умирают.

Фрагмент хромосомы при отделении как правило теряется, если не содержит центромеру. Фрагмент, содержащий центромеру, реплицируется, и его копии нормально распределяются при клеточных делениях. Иногда наблюдается фрагментация хромосомы непосредственно в области центромеры. В этом случае могут возникнуть две телоцентрические хромосомы. Известны примеры, когда в результате разрыва в области центромеры возникали метацентрические хромосомы вследствие удвоения сохранившегося плеча без репликации центромеры. Это так называемые изохромосомы, содержащие одинаковый набор генов в обоих плечах в инвертированной последовательности: АСОЕОЕОСА, где О - центромера.

Фрагменты хромосом не теряются и в случае диффузной центромеры. По-видимому, различия по числу хромосом у некоторых видов ожики (род ??««/а) возникли вследствие фрагментации хромосом с диффузной центромерой. Так, при скрещивании Ь. зидейса, имеющей в диплоидном наборе 48 мелких хромосом, и Е. сатрез1пз 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 Ь. сатре81т конъюгируют по три короткие хромосомы Ь. зидейса, располагаясь друг за другом вдоль длинной хромосомы.

Большие возможности для выявления делений, дефишенси и других хромосомных аберраций открывает метод дифференциальной окраски хромосом. Он основан на том, что некоторые красители, например краситель Гимза, дифференциально окрашивают разные участки хромосом. Благодаря этому хромосомы приобретает характерную поперечную исчерченносгь. Таким методом определяют хромосомные перестройки на метафазных хромосомах.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >