Индуцированные мутации.

Работы Т. Моргана, Надсона и Филлипова, которые облучали рентгеновскими лучами культуру плесневых грибов (1925 г.) получили расщепление культуры на 2 формы (расы). Получились мутанты, отличающиеся друг от друга и от исходной формы.

1927 г. – Мёллер сообщил о действии рентгеновских лучей на мутационный процесс у дрозофилы и предложил количественный метод учёта рецессивных летальных мутаций с Х-хромосоме.

1939 г. – Гершинзон открыл сильный мутагенный эффект экзогенной ДНК у дрозофил. Решил проверить свое предположение о том, что ДНК является такой молекулой. Изолировал ДНК из тимуса и добавил в корм дрозофил. Среди ≈ 15 тыс. проанализированных контрольных мух (корм без ДНК) не было получено ни одной мутации. В опытной группе среди ≈ 13 тыс. мух были получены 13 видимых мутаций.

В последние годы используют аналоги азотистых оснований, включающиеся непосредственно в ДНК.

1946 г. – Раппопорт действовал водным раствором формалина и получил 47 летальных мутаций в Х-хромосоме, учитывал с помощью метода С1В.

Хромосомные перестройки.

Инверсии – это хромосомные перестройки, связанные с поворотом отдельных участков хромосомы на 180^о.

Открыты Стертевантом в 1926 г.

Инверсии бывают:

• парацентрические – происходит 2 разрыва хромосом, оба по одну сторону от центромеры. Участок между точками разрыва поворачивается на 180^о.

• перицентрические – точки разрыва расположены по обе стороны от центромеры.

Приняты специальные обозначения In1 (BE) – инверсия произошла в 1 хромосоме, ВЕ – инвертированный район.

У особей гетерозиготных по инверсии в хромосоме образуется петля. У гомозигот по инверсии кроссинговер происходит нормально.

У гетерозигот по парацентрической инверсии происходит запирание кроссинговера следующим образом: в случае перекреста между генами, например, С и D образуются 2 продукта – ацентрические и дицентрические хромосомы, т.е. без центромеры и с 2 центромерами. Обе комбинации летальны. Т.о. в результате кроссинговера образуются нежизнеспособные гаметы, кроссинговер в потомстве не регистрируется. Двойной кроссинговер, произошедший в пределах инверсии, может восстановить образование гамет.

В случае перекреста между генами в перицентрической инверсии получается 2 продукта: каждая из полученных хромосом несет дупликацию одного неинвертированного района хромосомы и делецию другого, гаметы получаются нежизнеспособными. Происходит запирание кроссинговера.

Поскольку кроссинговер в инвертированном участке хромосомы заперт в нем могут формироваться блоки мутаций, отличные от тех, которые локализованы в гомологичном фрагменте хромосомы, но неинвертированном. Хромосомы с множественными инверсиями используют при создании балансерных линий, т.е. линий, которые позволяют поддерживать летальные мутации и мутации по плодовитости. Пр.: линия С1В.

В настоящее время происходит конструирование балансерных хромосом (генная инженерия).

1940 г. – Гершинзон предложил способ получения делеций и дупликаций в результате кроссинговера между инверсиями, которые имеют близкорасположенные точки разрыва. У гетерозигот по 2 инверсиям кроссинговер приводит к образованию 2 хромосом: с делецией района и с дупликацией района.

Транслокации – хромосомные перестройки, в результате которых часть хромосомы переносится в другое место той же хромосомы или в другую хромосому, но общее число генов не изменяется. Открыты Бриджесом в 1923 г.

Внутрихромосомные транслокации возникают в результате образования 3 разрывов и перенесения хромосомного сегмента в другой район той же хромосомы. Межхромосомные реципрокные транслокации возникают в результате образования 2 разрывов и обмена участками негомологичных хромосом. В результате реципрокного обмена фрагментами образуются гетерозиготные транслокации.

Транслокации имеют обозначения Т(2;3) 35А и 71С – точки разрыва на цитологической карте этих хромосом.

Если образуются 3 точки разрыва и фрагмент хромосомы удаляется из одной хромосомы и встраивается в другую – это инсерционная транслокация. В результате расщепления в последующих поколениях возникает делеция в одной хромосоме и дупликация в другой.

Инсерционные транслокации обозначают следующим образом Т (2;3) 22А – 23А; 64Е – транслокация между 2 и 3 хромосомами, участком 22А – 23А 2 хромосомы в участок 64Е 3 хромосомы.

Реципрокные транслокации выявляются в экспериментах, если в результате скрещивания изменяется расщепление. Если скрестить ♀ гомозиготную по мутации dp (2 хромосома) и мутации e (3 хромосома) с ♂ гетерозиготным по этим генам, то в потомстве 4 класса потомков в соотношении 1:1:1:1. Если же у ♂ участок хромосомы с геном е перенесен в хромосому с геном dp, то расщепление изменяется поскольку dp и е в одной хромосоме => нарушается независимое расхождение хромосом в мейозе и образуется только 2 класса гамет (вместо 4).

1911 г. – Робертсон обнаружил, что метацентрическая хромосома у одного из видов насекомых соответствует 2 видам акроцентрических хромосом другого вида, т.е. в ходе эволюции метацентрики могут возникать за счет слияния акроцентриков, такое слияние целых плеч хромосом стали называть робертсоновскими транслокациями. Число больших плеч хромосом при этом остается близким к постоянному.

Делеция – утрата какого-то участка хромосом. Открыты Бриджесом в 1917 г.

Могут быть 2 видов:

• потеряна средняя часть хромосомы

• потеряна концевая часть хромосомы

Делеции не могут быть очень длинными. Пр.: синдром кошачьего крика (делеция короткого плеча 5 хромосомы).

Дупликации – дополнительный наследственный материал идентичный тому, что уже есть в геноме. Открыты Бриджесом в 1919 г.