Введение - Мобильные генетические элементы эукариот: транспозоны и ретротранспозоны

В начале 1950_х гг. Б. Мак-Клинток на основе генетических экспериментов, выполненных на кукурузе, постулировала наличие в геноме высших эукариот подвижных генетических элементов. Спустя два десятилетия при анализе некоторых мутаций дрозофилы предположили наличие у нее аналогичных генетических элементов. В результате экспериментов по гибридизации политенных хромосом слюнных желез Drosophila melanogaster с клонированными повторяющимися последовательностями хромосомной ДНК дрозофилы удалось доказать, что эти последовательности могут менять свое положение в геноме как в пределах одной хромосомы, так и между хромосомами. Подвижные элементы включают примерно от тысячи до десятков тысяч нуклеотидных пар ДНК. Размеры подвижных элементов сопоставимы с сильно изменчивыми длинами настоящих генов, локализация которых в геноме стабильна [1,2].

Открытие подвижных (мобильных) элементов показало, что последовательность нуклеотидов ДНК по длине хромосомы не неизменна, она может изменяться благодаря перемещению этих элементов. Оказалось, что подвижные элементы, встраиваясь в гены или окрестности генов, вызывают мутации. Так, например, у плодовой мушки дрозофилы подавляющая часть (более 80%) мутаций, возникающих спонтанно (то есть не вызванных облучением или химическими агентами), обусловлены внедрением подвижных элементов. Достаточно неожиданной оказалась способность подвижных элементов изменять и даже повышать уровень активности близлежащих генов. Эти открытия позволили по-новому взглянуть на природу мутационных процессов и молекулярных механизмов эволюции генома.

Открытие подвижных элементов нисколько не посягает на классические представления хромосомной теории наследственности о стабильном расположении генов по длине хромосом. Перемещения подвижных элементов - это достаточно редкие события: у бактерий один акт перемещения обычно удается зарегистрировать примерно на десять тысяч - один миллион клеток (частоты перемещений сильно варьируют). Частоты транспозиций у дрозофилы настолько малы, что их трудно заметить и оценить. Только в особых ситуациях, вызванных внешними воздействиями или мутациями генов хозяина или самих подвижных элементов, частоты перемещений могут резко (на два-три порядка) увеличиваться, достигая, например, у дрозофилы одного события на 10 - 100 особей за поколение [2].

Похожие статьи




Введение - Мобильные генетические элементы эукариот: транспозоны и ретротранспозоны

Предыдущая | Следующая