Айала ф., Кайгер Дж. Современная генетика: в 3-х т. Т. 2. Пер. С англ.: – м.: Мир, 1988. – 368 с.

274 Экспрессия генетического материала

Рис. 17.19. Влияние утраты функции гена esc^+ на детерминацию сегментации мутантных эмбрионов на стадии выхода из яйца. Взаимодействие с различными генотипами ВХ-С показано слева направо. В присутствии нормального генотипа ВХ-С, утрата функции esc^+ приводит к тому, что сегменты Т1 -Б8 дифференцируются как Б8. Кроме того, у таких личинок присутствует сегмент Б9 (отсутствующий у нормальных личинок) и наблюдается сложная трансформация головных сегментов. Эффект мутантных генотипов ВХ-С на диффе-

ренцировку сегментов показывает, что ВХ-С является эпистатическим по отношению к esc в сегментах Т1-Б9 (т.е. для экспрессии фенотипа esc необходимо присутствие генов ВХ-С). На основе этого факта было высказано предположение, что esc ^+подавляет действие генов комплекса ВХ-С. Генотип ВХ-С не оказывает влияния на некоторые трансформации головы, что свидетельствует о том, что esc ^+ также подавляет действие других генов, возможно принадлежащих комплексу ANT-C. (По Struhl G., 1981. Nature, 293, 36.)

информация вдоль переднезадней оси реализуется через концентрацию репрессора. Этот репрессор связывается с активными в цис-положении регуляторными последовательностями ДНК, причем степень связывания определяется как концентрацией репрессора, так и степенью его сродства к регуляторным последовательностям. Эти взаимодействия определяют экспрессию генов, находящихся под контролем регуляторных последовательностей. В клетках каждого сегмента происходит экспрессия определенного набора генов, действие которых определяет путь развития каждой клетки и дочерних клеток, возникших в результате митотических делений.

Определение пола и дозовая компенсация

Наличие пола, т.е. развитие двух различных типов скрещивающихся особей внутри одного вида, - общая черта всех эукариотических организмов, от дрожжей до человека. Выбор пола, очевидно, наиболее важный

Айала ф., Кайгер Дж. Современная генетика: в 3-х т. Т. 2. Пер. С англ.: – м.: Мир, 1988. – 368 с.

17. Генетический анализ развития 275

выбор, который делает в процессе развития оплодотворенная яйцеклетка высшего организма. Как и следовало ожидать, наше понимание того, как происходит этот выбор, в основном основывается на изучении дрозофилы и мыши. У данных видов пол определяется хромосомным составом зиготы (см. гл. 3): зиготы, несущие две Х-хромосомы, развиваются как самки, зиготы, несущие одну X и одну Y хромосому, - как самцы. Несмотря на эту общую черту, генетические механизмы, приводящие к выбору определенного пути развития на основе хромосомного состава и осуществляющие этот путь развития, совершенно различны у мыши и дрозофилы.

Как у мыши, так и у дрозофилы Y-хромосома несет аллели только нескольких генов Х-хромосомы или вообще не имеет таких аллелей. Означает ли это, что у данных организмов самцы и самки различаются по уровню экспрессии сцепленных с полом генов? Ответ на этот вопрос отрицательный: уровень экспрессии большинства генов Х-хромосомы одинаков в мужских и женских клетках мыши и дрозофилы.

Однако способы компенсации зависящей от пола дозы генов, сцепленных с полом, у этих двух организмов, родство между которыми очень отдаленное, совершенно различны. Кроме того, генетические регуляторные механизмы дозовой компенсации и определения пола нельзя назвать полностью независимыми друг от друга: необходимость дозовой компенсации обусловлена определением пола.

У Drosophila пол определяется отношением числа Х-хромосом к числу аутосом: при Х/А=1,0 развиваются самки; если Х/А = 0,5, развиваются самцы. Как данное отношение определяется на молекулярном уровне, неясно. Клетки особей с хромосомным набором 2Х/ЗА, где Х/А = 0,67, очевидно, получают сигнал с неясным смыслом, поскольку в этом случае получаются мозаики, состоящие из чередующихся небольших участков мужских и женских клеток, т.е. отдельные клетки развиваются либо по мужскому, либо по женскому типу. Этот интерсексуальный фенотип обнаруживает высокую степень изменчивости от особи к особи по степени развития таких признаков, как половые органы, половые гребешки на передних ногах у самцов и абдоминальная пигментация.

Считается, что сигнал, возникший как следствие отношения Х/А, ответствен за дозовую компенсацию и определение пола. Дозовая компенсация достигается в ответ на этот сигнал путем повышения транскрипционной активности генов единственной Х-хромосомы мужских клеток по сравнению с каждой Х-хромосомой женских клеток.

Генетический анализ определения пола и дозовой компенсации у Drosophila в настоящее время является интенсивно исследуемой областью. Идентифицировано большое количество мутантов, влияющих на развитие фенотипа, характерного для определения пола, и (или) на поло-специфическую активность генов Х-хромосомы. Понимания взаимосвязанного действия этих генов пока не достигнуто. Как ни странно, сейчас существует более ясное представление о том, как происходят дозовая компенсация и определение пола в процессе развития млекопитающих.

У млекопитающих дозовая компенсация достигается путем инактивации одной из Х-хромосом в клетках 2Х/2А (в коротком плече Х-хромосомы остаются активными по крайней мере два гена; возможно, что целиком инактивируется только ее левое плечо). Инактивированная