Цитогенетические характеристики эффекта положения мозаичного типа - Эффект положения гена

Как показали Н. П. Дубинин и Б. Н. Сидоров в 1935 году, при эффекте положения мозаичного типа ген не теряется, а изменяется лишь состояние его активности. С помощью кроссинговера они отделили инактивированный аллель от перестройки, а, следовательно, и от соседства с гетерохроматином, и ген вновь стал стабильно формировать нормальный фенотип. Несколько позже, в 1938 году, И. Б. Паншин получил обратные хромосомные перестройки, которые переносили инактивированный ген от гетерохроматина в исходное положение - в эухроматин. Активность гена при этом также восстанавливалась.

В результате получения огромного числа хромосомных перестроек и их проверки на способность индуцировать генетическую инактивацию было установлено, что эффект положения мозаичного типа проявляется только в перестройках между эу - и гетерохроматином. Любой ген у дрозофилы при наличии соответствующей перестройки, переносящей его в гетерохроматин, может инактивироваться, то есть испытывать мозаичный эффект положения.

В 1991 году Е. С. Беляева открыла уникальное явление - Прерывистую инактивацию участков хромосом, перенесенных в окрестности гетерохроматина. Суть ее сводится к тому, что гены инактивируются не последовательно, а прерывисто, например e+dc+ba+ или edcb+a и т. д. Если в случае непрерывной инактивации довольно легко представить себе, как некий инактивирующий сигнал из гетерохроматина распространяется вдоль по хромосоме, то в случае прерывистой компактизации должен существовать какой-то неизвестный механизм перескоков инактивирующего сигнала.

Долгое время обсуждали вопрос: на каком уровне происходит нарушение нормальной функции гена. Как уже говорилось выше, собственно структура гена (то есть последовательности нуклеотидов) при эффекте положения не повреждается. Однако было установлено, что в клетках с мутантным фенотипом уменьшено количество транскриптов с инактивируемого гена и количество его белкового продукта. Следовательно, при эффекте положения речь идет в первую очередь об инактивации транскрипции. Прямое доказательство этому получено экспериментально. Были созданы линии дрозофил, у которых ген hsp26 с помощью трансформации был встроен в эу - или гетерохроматин. В первом случае ген hsp26 нормально функционировал и отвечал на индукцию тепловым шоком. Напротив, при индукции гена, встроенного в гетерохроматин, он становился транскрипционно неактивным.

При эффекте положения участок хромосомы, где расположен инактивируемый ген, испытывает компактизацию. Этот процесс изучают на клетках слюнных желез личинок дрозофилы, имеющих политенные хромосомы. Материал хромосомы становится плотным, сильно окрашивающимся, происходит слияние дисков в один плотный блок, начиная от точки контакта эухроматина с гетерохроматином. В некоторых случаях материал хромосомы компактизуется прерывисто, то есть компактные районы чередуются с обычными районами, присущими эухроматиновым частям политенных хромосом.

В результате компактизации участки хромосом, прежде эухроматиновые, приобретают свойства, характерные для гетерохроматина: они становятся позднореплицирующимися, вступают в эктопические контакты. В компактных районах политенных хромосом ДНК не полностью реплицируется, так же как и в прицентромерном гетерохроматине. В блоках компактного гетерохроматина выявляется белок HP-1, являющийся структурным компонентом гетерохроматина. В результате прежде эухроматиновый участок хромосомы становится гетерохроматиновым, то есть гетерохроматизируется.

Процесс компактизации имеет те же три свойства, которые присущи собственно генетической инактивации при эффекте положения:

    1) компактизация мозаична, то есть в одной клетке участок хромосомы находится в компактном состоянии, в соседней клетке район обнаруживает нормальную эухроматиновую структуру; 2) компактизация распространяется вдоль по хромосоме от точки соединения эу - и гетерохроматина; 3) компактизация может распространяться прерывисто.

Похожие статьи




Цитогенетические характеристики эффекта положения мозаичного типа - Эффект положения гена

Предыдущая | Следующая