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

14. Рекомбинация 141

Рис. 14.7. Нормальные и аберрантные аски, возникающие при скрещивании мутанта с серыми спорами и штамма дикого типа (черный цвет спор) гриба Sordaria ßmicola. А. Изображены по группам обычные варианты расщепления: I. Проксимальный и дистальный варианты, образующиеся в результате расщепления при первом делении. И. Варианты чередующегося и симметричного распределения при расщеплении в ходе второго деления. Б. Нормальные и аберрантные аски распределены по группам независимо от симметрии расщепления. В нижней строчке приведены количественные данные, отражающие частоту образования каждого типа асков. (По Kitani Y. et al., 1962. Am. J. Bot, 49, 697.)

ное явление не было обнаружено и изучено у грибов и связано с другим процессом, получившим название генной конверсии. У грибов все продукты мейоза представлены в виде группы спор, расположенных внутри аска (см. гл. 5). При скрещивании двух родительских штаммов, несущих различные аллели* определенного гена, оба родительских генома оказываются в равной степени представлены в образующейся диплоидной клетке, которая впоследствии и подвергается мёйозу. Диплоидная клетка гетерозиготна - в ней присутствуют одновременно оба аллеля интересующих нас генов. Можно полагать, что образовавшиеся при мейозе и содержащиеся в одном аске споры будут характеризоваться одинаковым содержанием каждого из двух аллелей, участвовавших в скрещивании. В этом можно убедиться на примере распределения двух аллелей гена, ответственного за пигментацию спор у гриба Sordaria fimicola. Характер расщепления мутантного (серые споры) и дикого (черные споры) аллелей представлен на рис. 14.7. В зависимости от того, происходит расщепление при первом или при втором мейотическом делении, наблюдается один из вариантов расщепления, изображенных в верхней части рисунка. Каждый аск содержит по четыре черные споры дикого типа и по четыре серые мутантные споры [4 + : 4m]. Однако при анализе большого числа асков в некоторых из них обнаруживается аберрантный характер расщепления. Пять типов аберрантных асков изображены на

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

142 Экспрессия генетического материала

рис. 14.7 с указанием количественных данных, характеризующих частоту встречаемости для каждого типа.

A priori можно было бы полагать, что аберрантные аски возникают за счет мутаций, превращающих черные споры дикого типа в серые и, напротив, серые мутантные споры в черные в ходе мейоза. Однако внимательное изучение этого явления показало, что образование аберрантных асков не связано непосредственно с возникновением мутаций. Напротив, было установлено, что причина аберрантного расщепления заключена в явлении, связанном с рекомбинацией и получившем название генной конверсии. Генная конверсия наблюдается у многих организмов, для которых удается обнаружить все или по крайней мере половину продуктов мейотического деления. В частности, ее можно наблюдать у Drosophila благодаря использованию сцепленных Х-хромосом, позволяющему обнаружить половину образующихся тетрад.

Явление генной конверсии подробно изучалось на дрожжах Saccharomyces cerevisiae, аски которых содержат лишь четыре споры, которые в отличие от спор Sordaria или Neurospora расположены неупорядоченно. Нормальные аски, образующиеся из диплоидных дрожжевых гетерозигот, содержат аллели в соотношении 2:2, а аберрантные аски - в соотношении 3 :1 или 1 :3. Фогель, Мортимер и их коллеги провели детальное исследование конверсии гетероаллелей цистрона arg4 S. cerevisiae, кодирующего фермент аргининсукциназу (рис. 14.8). Благодаря этому исследованию можно сделать три важных заключения относительно природы процесса генной конверсии. Во-первых, примерно половина всех конверсионных явлений связана с рекомбинацией фланкирующих маркеров. Это доказывает, что конверсия не является результатом случайных мутаций, поскольку нет никаких оснований предполагать наличие взаимосвязи для процессов мутации и рекомбинации. Во-вторых, конверсия характеризуется определенной специфичностью. Гетероаллель дикого типа arg4-4 при конверсии превращается в мутантный аллель arg4-4, a дикий гетероаллель arg4-17-в мутантный arg4-17. Ясно, что случайные мутации не могут проявлять такой специфичности. В-третьих, соконеерсия (одновременная конверсия двух гетероаллелей) происходит гораздо чаще, чем это можно было бы ожидать для двух совершенно независимых событий. Это свидетель-

Рис. 14.8. Хромосома VIII Saccharomyces cerevisiae', показана тонкая структура гена arg 4. Межгенные расстояния даны в сантиморганидах, внутригенные расстояния — в нуклеотидных парах. (По Fogel S., Mortimer R., 1969. Genetics, 62, 96.)