Генетическая интерференция

Когда гены расположены не очень далеко друг от друга, частоту рекомбинации можно рассматривать как вероятность того, что рекомбинация произойдет между ними. Такая оценка позволяет определить, независимо ли друг от друга происходят кроссинговеры в одной хромосоме. Если два акта рекомбинации происходят независимо, то ча-

5. Геном эукариот 139

стота двойной рекомбинации должна быть произведением частот двух соответствующих одинарных рекомбинаций. Из данных, представленных на рис. 5.8, следует, что ожидаемая частота двойного кроссинговера составляет 0,330-0,007 = 0,00231. Наблюдаемая частота двойного кроссинговера, однако, равна лишь 9/10495 = 0,00086, т.е. значительно меньше ожидаемой.

Отношение наблюдаемой частоты двойных рекомбинантов к ожидаемой называется коэффициентом коинциденции (совпадения) (с). Акт рекомбинации между у и т делает менее вероятной рекомбинацию вблизи этого участка. Это явление носит название интерференции I. Мерой интерференции служит разность I = 1 — с. В рассмотренном примере I = 1 - 0,00086/0,00231 = 1 - 0,374 = 0,626.

Наблюдаемое значение I сильно зависит от того, какие именно локусы изучаются в данном скрещивании. Если локусы расположены далеко друг от друга и разделены центромерой, I может быть равно нулю. Для близких локусов I ≃ 1, и поэтому при построении генетических карт используется частота рекомбинации между близко расположенными маркерами.

Когда происходит кроссинговер?

Кроссинговер происходит на четырехцепочечной, или тетрадной, стадии мейоза, когда каждая хромосома состоит из двух сестринских хроматид (см. гл. 1). В этом можно убедиться, анализируя генотипы женского потомства самок дрозофил, несущих сцепленные Х-хромосомы и гетерозиготных по мутации, локализованной в этой хромосоме.

Нормальная Х-хромосома дрозофилы-телоцентрик, т.е. центромера расположена на конце хромосомы. При сцеплении Х-хромосом (X · X) две Х-хромосомы соединены одной центромерой и таким образом образуют метацентрическую хромосому, у которой каждое плечо фактически представляет собой полноценную Х-хромосому (см. гл. 3). В хромосомном наборе самок со сцепленными Х-хромосомами присутствует обычно еще и Y-хромосома (X · X/Y). Наличие Y-хромосомы у таких самок не оказывает влияния на их физиологию, поскольку пол определяется количеством Х-хромосом в наборе. Y-хромосома необходима лишь для обеспечения плодовитости самцов. У самок со сцепленными Х-хромосомами происходит необычное расщепление сцепленных с полом генов (см. рис. 3.9). Лишь половина зигот таких самок развивается нормально, давая женское потомство (со сцепленными материнскими Х-хромосомами и отцовской Y-хромосомой) и мужское потомство с отцовской Х-хромосомой и материнской Y-хромосомой.

Некоторая часть женского потомства самок со сцепленными Х-хромосомами, в которой оба гомолога гетерозиготны по рецессивным мутациям, оказывается гомозиготной по одной или нескольким рецессивным мутациям. Частота, с которой данная мутация переходит в сцепленных Х-хромосомах в гомозиготное состояние, возрастает с увеличением расстояния от соответствующего локуса до центромеры. Следовательно, возникновение таких новых генотипов по сцепленным Х-хромосомам происходит в результате кроссинговера. Их появление возможно только в том случае, если кроссинговер происходит на тетрадной ста-

140Организация и передача генетического материала

Рис. 5.11. Для того чтобы в мейозе из гетерозиготной сцепленной Х-хромосомы могла образоваться гомозиготная сцепленная Х-хромосома, необходимо, чтобы кроссинговер происходил на стадии четырех хроматид. Кроссинговер должен происходить между центромерой и мутантным локусом.

дни мейоза, как это изображено на рис. 5.11. Рекомбинация на любой другой стадии, предшествующей тетрадной, т.е. до дупликации хромосом, не приводила бы к такому результату.