Хромосома избыточность

Рис. 21-26. Возможный механизм амплификации гена, приводящей к избыточной продукции белка Процесс начинается с акта дупликации, в основе которого, но-видимому, лежит незаконная рекомбинация. Изображенная на рисунке схема предполагает, что незаконная рекомбинация может быть следствием дестабилизирующего эффекта избыточной репликации ДНК. Если дупликация гена произошла, неравный обмен сестринских хроматид в результате рекомбинации между одинаковыми копиями генов в ходе репликации ДНК может дополнительно увеличить число копий гена (см. разд. 10.5.2) в результате их количество в хромосоме может достигать десятков и сотен. Многочисленные повторы ДНК делают видимым содержащий их сегмент — он выявляется в хромосоме как область гомогенного окрашивания. Амплифицированный участок может быть также вырезан из своего локуса (видимо, опять же с участием какого-то из рекомбинационных механизмов) и дать начало самостоятельным двойным минихромосомам (см. разд. 21.1.13). Общая длина амплифицированного по такому механизму сегмента ДНК обычно

Неправильное расхождение хромосом в митозе приводит к возникновению мозаиков — особей, у которых разные клетки несут различный генотип. Фенотипически проявление мозаициз-ма зависит от доли клеток различных типов, т.е. от того, на какой стадии произошло нарушение в митозе, и от жизнеспособности возникающих линий клеток (рис. 6.9). При недостатке числа хромосом клетки чаще всего нежизнеспособны. У людей с мозаицизмом влияние нормальных клеток может преобладать настолько, что несущие избыточные хромосомы клетки. могут вообще не находить выражения в фенотипе или проявляются лишь в виде отдельных симптомов. Так, около 2% больных с синдромом Дауна обнаруживают мозаицизм трисомных и нормальных клеток (47,ХХ- -21/46ХХ). При достаточно большой доле нормальных клеток психическое развитие больных нередко выше, чем при чистой трисомии по 21 хромосоме. Чаще всего встречается мозаицизм по поло- [c.139]

Так как /2 > /ь очевидно, что А /> /1 — Аг/]. Информация черпается открытой системой из окружающей среды, энтропия которой возрастает. Организм, растущий из зиготы, подобен в этом смысле кристаллу, растущему из зародыша, помещенного в насыщенный раствор. В обоих случаях возрастание упорядоченности, возрастание количества информации, перекрывается увеличением энтропии окружающей среды — холодильника при кристаллизации. Концепция Эльзассера виталистична неявным образом предполагается несоблюдение второго начала в живой природе. Равен, подвергший критике идеи Эльзассера, считает, что во всех клетках организма содержится одна и та же генетическая информация. Развитие организма означает не увеличение количества информации, но увеличение избыточности, т. е. многократное ее повторение [31]. Равен трактует зиготу как канал связи, причем родительские организмы служат источником информации, а вырастающий организм — ее приемником. Развитие сводится к декодированию информации. Равен исходит из возможности абсолютной оценки количества информации в зиготе и организме. В действительности, как показал Аптер [32] (см. также [33, 57]), такая оценка всегда относительна и условна. Тождество генов в клетках организма не означает избыточности. Развитие есть результат взаимодействия различных частей эмбриона, информация содержится не только в хромосомах, но и во всех внутри- и межклеточных взаимоотношениях. Концепции преформизма и эпигенеза в сущности непригодны для описания развития, которое нельзя свести к увеличению или сохранению количества информации. Задача состоит не в таком описании, но в выяснении сущности развития, его физической природы, его атомно-молекулярных основ. [c.34]

ТЕРМИНАЛЬНАЯ ИЗБЫТОЧНОСТЬ. Повторение одних и тех же последовательностей на обоих концах, например, хромосомы фага. [c.527]

Значительно труднее оказалось идентифицировать и выделить гены-супрессоры опухолей, т.е. гены, тормозящие в норме избыточную пролиферацию клеток. Тем не менее имеется достаточно доказательств, что потеря таких генов играет определенную роль в патогенезе рака. В частности, в разд. 13.4.3 мы рассказали, что при слиянии культивируемых трансформированных клеток с нетрансформированными возникающие гибриды часто имеют нетрансформированный фенотип. Если же гибрид теряет определенную хромосому, принадлежавшую нормальному родителю, его поведение вновь приобретает черты опухолевой клетки. Резонно предположить, что в подобных случаях на утерянной хромосоме находилась единственная клеточная копия специфического гена-супрессора опухолевого роста. [c.476]

Однако наблюдаемая прямая пропорциональность между числом наборов хромосом (плоидностью) и размерами клеток позволяет выдвинуть другое предположение может быть, триггерный белок связывается с определенными участками хромосом, а для перехода клетки в фазу 8 (и, следовательно, для вступления в новый цикл) необходимо какое-то избыточное количество этого белка сверх того, которое связано с хромосомами. В этом случае хромосомы служили бы своего рода ингибиторами действия триггерного белка и в то же время измерителями его общего количества (рис. 11-35). Кроме того, поскольку для деления тетраплоидной клетки требовалось бы в 4 раза больше триггерного белка, чем для деления гаплоидной клетки, то тетраплоидная клетка перед вступлением в фазу 8 должна была бы синтезировать этот белок в 4 раза быстрее гаплоидной и, значит, иметь соответственно большие размеры. [c.172]

При облучении пыльников и завязей ионизирующей радиацией величина анеуплоидии у растений значительно возрастает. При утере одной из двух хромосом или, наоборот, если оии имеются в избыточном количестве, в той или иной степени изменяется фенотип организма. Сравнением особей, имеющих по соответствующим парам лишние или недостающие хромосомы, удается установить их роль в генотипе. [c.246]

Большое количество митозов с сильно спирализованными хромосомами ча.ще всего обусловлено либо избыточными концентра- [c.94]

Выпуск бесплодных насекомых не должен вызывать чрезмерных потерь урожая, а также приносить вред человеку и полезным животным. Исходя нз этих соображений, а также ради снижения затрат желательно производить выпуск только стерильных самцов. Для этого необходимо разработать удовлетворительный способ отделения куколок самок от куколок самцов на основании физических (величина, вес, осмотическое давление), генетических (маркировка половой хромосомы геном, изменяющим окраску насекомых) признаков или реакции на по.повой феромон [37, 230]. У многих насекомых самцы и их куколки меньше, чем самки и их куколки. Для разделения таких куколок по полу могут быть использованы специальные сепараторы с точно подобранными диаметром щелей или ячеек так разделяют в США куколок самцов и самок кровососущих комаров [2]. Представляется возможным использовать отделенных самок иным путем [230] а) выпускать куколки самок, зараженные паразитами б) выпускать стерильных самцов в одни, а стерильных самок в другие районы (как это проводится теперь в Австралии с зеленой мясной мухой, Lu ilia uprina)-, нехватка самцов при избыточной численности самок приводит к тому, что часть нестерилизованных самок остается неоплодотворениой [146, 149, 230]. [c.20]

За десять лет изучения структуры, физиологии и генетики фага выяснилось, что этот фаг имеет много общего с Т-четными фагами, отличаясь от них лишь способностью находиться как в инфекционном состоянии, так и в состоянии профага. Частица фага X состоит из заполненной ДНК головки и длинного отростка (фиг. 167). Однако головка фага X содержит молекулу ДНК длиной лишь 50 ООО нуклеотидных пар и, следовательно, несет только одну четверть той информации, которая имеется Б хромосоме Т-четных фагов. Химический состав ДНК фага X близок к составу ДНК, клеток-хозяина Е. соИ. В отличие от ДНК Т-четных фагов в ДНК фага X не содержится необычных гликозилированных остатков оксиметилцитозина. Подобно ДНК Т-четных фагов, ДНК фага X имеет концевую избыточность. Однако у фага X концевая избыточность представляет собой одноцепочные участки из 20 нуклеотидов, комплементарные друг другу (фиг. 168). Этот повтор создает липкие концы , которые обеспечивают превращение линейной молекулы ДНК инфекционной фаговой частицы в кольцевую молекулу ДНК внутриклеточного вегетативного фага. Фермент, который перекусывает кольцевую вегетативную ДНК по двум специфическим межнуклеотидным связям, расположенным в разных полинуклеотидных цепях, восстанавливает линейнук> 22 [c.339]

Второй пример хромосомной избыточности был обнаружен лишь в 1966 г. Если в гигантских хромосомах полный набор хромосомной ДНК, повторен тысячи раз по сравнению с ее содержанием в обычной хромосоме, то во втором случае хромосомной избыточности наблюдается иная картина. Оказывается, что даже одиночные молекулы ДНК, содержащиеся в некоторых на первый взгляд нормальных хромосомах эукариотов, несут в себе значительный избыток информации. Эта избыточность частична, так как в таких молекулах некоторые последовательности нуклеотицов длиной в один ген присутствуют в виде орной копии, тогда как другие могут быть повторены сто, тысячу или даже миллион раз. Это явление было открыто Р. Бриттеном при исследовании кинетики ренатурации денатурированной ДНК, о чем упоминалось в гл. VIII. [c.503]

Роль избыточности нуклеотидных последовательностей у эукариотов до сих пор окончательно не установлена. В этой главе мы рассмотрим два частных случая, для которых смысл многократного повторения определенных генов понятен. Однако ни один из этих примеров не объясняет широкой распрсстраненности и высокой степени повторяемости нуклеотидных последовательностей в ДНК эукариотов. Бриттен предположил, что повторяющиеся последовательности отражают процесс эволюции. Согласно этому предположению, в зародышевой линии клеток исходного организма эукариотов происходит случайная многократная репликация определенной нуклеотидной последовательности хромосомы. Многочисленные копии этой последовательности затем передаются потомкам этого организма и в процессе такой передачи в них накапливаются мутации, которые были бы летальными, если бы этот организм содержал только одну копию данной псследовательности. [c.506]

Это положение легче всего проиллюстрировать на следующем примере. Сведем для простоты 200 ООО пар оснований (входящих в состав оснований) к 37 символам, и пусть 33 буквы алфавита от А до Я изображают нуклеотидную последовательность. При репликации фаговой ДНК клетка производит непрерывную цепь длиной, быть может, в 20 алфавитов (около 600 букв). Затем эта длинная цепь разрезается после каждой 37-й буквы, поскольку как раз связка из 37 букв (нуклеотидов) втискивается в головку фага. В результате один комплект нуклеотидов фага будет иметь последовательность от А до Я плюс участок от А до Г следующий комплект — от Д до Я плюс участок от А до 3 следующий за ним — от И до Я плюс участок от А до М следующий за ними — от Н до Я плюс участок от А до Р и т. д. Таким образом, каждая молекула ДНК начинается и оканчивается своей личной нуклеотидной последовательностью, причем вблизи ее концов, очевидно, имеются тождественные последовательности букв. Поскольку специалисты по фагам — это всегда люди исключительно умные и образованные, тонко чувствующие все оттенки языка, они мигом смастерили два соответствующих термина концевая избыточность (или повторение) и циклические перестановки [480]. Как бы там ни было, но генетические исследования но Т-четным фагам убедительно показали, что ген А сцеплен с геном Я. А это легче всего понять, признав, что геном этих фагов имеет кольцевую форму [480]. Более того, было продемонстрировано, что кольцевая форма либо фактически существует, либо может возникать у самых разных нуклеиновых кислот — от очень маленьких молекул (как у фагов 5X174 и fd) до очень крупных (как в хромосоме Е. соИ). Тем не менее когда оболочку Т-четных фагов разругпали с помощью осмотического шока, то даже при соблюдении всех мер предосторожности всегда были ясно [c.125]

Факты, свидетельствующие об избыточности ДНК в клетках эукариот, были известны и раньше. Например, при изучении гигантских хромосом Drosophila и hiro-nomus оказалось, что диски в этих хромосомах имеют среднюю длину 20000-50000 нуклеотидных пар (20-50 т.п.н.). С другой стороны, данные генетического анализа свидетельствуют о том, что один диск (+ междиск) в норме содержит только один ген [1042]. Прямой анализ генома человека, однако, нуждается в новых методах. [c.114]

Тип наследования гетерозиготы. Дефекты ферментов, как правило, наследуются рецессивно. Гены, детерминирующие эти нарушения, могут быть сцеплены с аутосомами или в некоторых случаях с Х-хромосомой. Активность ферментов у здоровых гетерозигот-носителей обычно вдвое меньше средней для популяции. Отсюда следует, что организм человека может прекрасно функционировать при наличии фермента, работающего в полсилы . Этот факт указывает на существующие в принципе значительные возможности регуляции метаболических путей. Однако, если метаболический путь перегружен веществом, для утилизации которого требуется дефектный фермент, способность организма перерабатывать избыточный метаболит может быть снижена по сравнению с гомозиготами. Есть данные, свидетельствующие о том, что подобные нарушения не безразличны и для гетерозигот. Возможно, именно они-причина большей предрасположенности гетерозигот к обычным соматическим и психическим заболеваниям. В настоящее время систематические широкомасштабные обследования гетерозигот по рецессивным генам, особенно в среднем и пожилом возрасте, почти не проводятся. Причина состоит в том, что с врожденными дефектами обычно имеют дело педиатры или медицинские генетики с педиатрическим образованием, т.е. специалисты, не заинтересованные в эпидемиологических или популяционных исследованиях. С другой стороны, популяционные генетики, как правило, не вникают в биохимические тонкости. [c.70]

Из Хромосом, обладающих в гомозиготном состоянии нормальной жизнеспособностью, получены рекомбинанты, выборку из которых изучали на жизнеспособность в гомозиготном состоянии. При этом обнаружилось два взаимосвязанных эффекта, показанных в табл. 14. Во-первых, жизнеспособность рекомбинантных хромосом в среднем была ниже, чем у родительских геномов, из которых они возникли. Эти родительские геномы состояли из специально выбранных гомозигот с высокой жизнеспособностью. Сравнение первых двух столбцов табл. 14 показывает, что жизнеспособность особей, несущих рекомбинантные хромосомы, значительно регрессирует к средней жизнеспособности случайной выборки гомозигот из природной популяции. Рекомбинанты всех видов, за исключением D. willistoni, теряют более 7з избыточной жизнеспособности родительских гомозигот. Такая потеря означает, что существенная доля депрессии жизнеспособности гомозигот обусловлена эпистатическими взаимодействиями между локусами. Во-вторых, большую часть дисперсии гомозигот из природных популяций можно получить за одно поколение рекомбинации между двумя хромосомами, которые обе обладают нормальной жизнеспособностью. Более того, дисперсия, полученная в результате рекомбинации между отдельными хромосомами, не дает значимой корреляции с разли- [c.78]

В самом начале 70-х, еще до революции, вызванной внедрением технологии рекомбинантных ДНК, нами были начаты работы с целью исследования тонкой структуры гена путем насыщения ограниченного участка Х-хромосомы летальными мутациями (Gvozdev et al., 1975). Полученные результаты показали многократную избыточность содержания ДНК в расчете на жизненно важный ген. Сейчас существование экзон-интронной структуры генов эукариот, в которых подавляющая часть ДНК может быть представлена некодирующими интронами, в значительной степени объясня- [c.12]

Встречаются женщины с 4 X-хромосомами (ХХХХ) и мужчиньг резко выраженным синдромом Клайнфельтера, обладающие, помимо определяющей мужской пол У-хромосомы, еще 3 или даже 4 Х-хромосомами (ХХХУ к ХХХХУ). При избыточном числе Х-хромосом наблюдается идиотия и ряд морфологических аномалий. [c.158]

Вьпяе были описаны синдромы, обусловленные избыточным числом хромосом (трисомии, полисомии) или отсутствием половой хромосомы (моносомии X), т.е. геномными мутациями. [c.157]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология