хромосома аберрации

Хромосомные аберрации обсуждались в разд. 24.9.2. Обычно они приводят к гибели эмбриона на ранней стадии развития и являются причиной 50—60% всех самопроизвольных абортов. В следующих разделах мы рассмотрим три хорощо известных примера хромосомных мутаций у человека. Одно из заболеваний затрагивает аутосомы (неполовые хромосомы) и называется синдромом Дауна. Два других затрагивают половые хромосомы (синдром Клайнфельтера и синдром Тернера). При рассмотрении последующих разделов нам очень поможет знание механизмов мейоза (разд. 23.4) и умение разбираться в кариограммах (разд. 23.1.1). [c.252]

Самый простой тип аберраций, возникающих в нерасщепленной хромосоме — это хромосомный разрыв, или концевая нехватка (см. рис. 34, а). Терминальные делеции можно наблюдать в экспериментах, в которых клетка фиксируется в метафазе или анафазе деления, следующего за облучением. В анафазе хроматидные фрагменты, образовавшиеся в результате расщепления оторвав- [c.154]

Наконец, надо указать, что высокая температура также в известной степени повышает частоту спонтанных мутаций. При повышенной температуре подвижность молекул и атомов увеличивается, и было высказано предположение, что вследствие этого внутримолекулярные изменения возникают легче, чем при более низких температурах. Повышение температуры благоприятствует всем химическим реакциям. Часто наблю- даемое возрастание частоты мутаций (иногда в 5 раз при повышении температуры на 10°) можно поэтому считать доводом в пользу мнения, что мутации обычно индуцируются химическими реакциями, протекающими в хромосомах. Однако было также замечено, что высокая температура может вызвать значительные структурные изменения хромосом. Таким образом, увеличение частоты мутаций при повышении температуры может быть следствием увеличения числа как внутримолекулярных изменений, так и структурных аберраций. [c.217]

Мутации, выражающиеся в изменении числа или структуры хромосом, известны под названием хромосомных мутаций или хромосомных аберраций (перестроек). При некоторых аберрациях хромосомы изменяются так сильно, что это видно под микроскопом, в настоящее время термин мутация используют главным образом для обозначения изменений ДНК в одном локусе, когда происходит так называемая генная, или точковая мутация. [c.209]

Аберрация — измененная структура хромосомы или хроматиды, возникающая в результате разрыва, за которым обычно следует соединение разорванных концов в новых сочетаниях. [c.451]

Анафазы подсчитывались во всей меристеме корешка, но ана-фазный метод определения хромосомных аберраций в данном случае оказался непригодным, так как анафазных нарушений практически не наблюдалось. Не было мостов и фрагментов, что свидетельствует об отсутствии разрывов хромосом. Только в очень редких случаях (от действия триаллата) наблюдались единичные ана-фазные пластинки, в которых отставала одна хромосома или одна или несколько хромосом лежали отдельно, не участвуя в движении к полюсам. Зато среди метафазных фигур наблюдалось довольно много пластинок с хаотическим расположением хромосом. Был определен митотический индекс (МИ) и подсчитано количество отдельных фигур митоза по всем вариантам опыта в точках 28, 32 и 44 часа. [c.99]

Почти полное исчезновение аберраций через 15 ч после прорастания пыльцевой трубки, когда хромосомы находятся в состоянии полной конденсации, объясняется образованием вокруг каждой хромосомы матрикса, удерживающего вместе хромосому, несмотря на возникновение разрывов в хромосомных нитях. В опытах с ооцитами 8с1ага было установлено, что облучение в течение первой метафазы и анафазы мейоза вызывает обычно образование большего количества структурных изменений хромосом (обнаруживаемых не в данном делении, а при изучении хромосом слюнных желез личинок ), чем облучение в период профазы (Рейнольдс, 1941). Однако почти все наблюдающиеся аберрации относятся к внутрихромосомным обменов между разрывами, возникшими в разных хромосомах, почти никогда не бывает (Боземан, 1943). Из этого следует, что, по-видимому, облучение в течение метафазы и анафазы вызывает появление разрывов, которые не югyт быть цитологически обнаружены во время деления, происходящего в момент облучения, и которые вызывают меньше межхромосомных структурных изменений, чем разрывы, возникшие при облучении во время интерфазы или ранней профазы. Если в расщепленной хромосоме происходит соединение сестринских хроматид в месте разрыва, то разрывы, появившиеся в метафазе или анафазе, могут вызвать при последующем делении летальный эффект. Описаны опыты, проведенные на различном материале, в которых клетки облучали, фиксировали через различные промежутки времени, а затем исследовали метафазы и анафазы в целью выявления хромосомных изменений. Таким образом, эти опыты сводились с основном к определению чувствительности хромосом на разных стадиях делений, предшествующих метафазе. Истолкование их осложняется тем, что облучение задерживает самый процесс деления, поэтому даже если известна шкала времени клеточного цикла для необлученного материала, то все же может возникнуть сомнение относительно стадии, достигнутой к моменту облучения той клеткой, которая находилась в стадии метафазы через 24 ч после облучения. В соответствии с данными, приведенными в табл. 59, результаты этих опытов как будто говорят о том, что по мере прохождения профазы клетки делаются менее чувствительными . В период интерфазы, до расщепления хромосом,, чувствительность клетки несколько ниже, чем в ранней профазе, так что наиболее высокая чувствительность наблюдается в профазе . [c.174]

Если единичный разрыв возникает в хромосоме под прямым воздействием одной ионизирующей частицы и возникновение его не зависит от присутствия или отсутствия в клетке других разрывов, то, вероятно, относительная частота, с которой встречаются клетки, содержащие разное число таких аберраций, распределятся но формуле Пуассона. Следовательно, если мы обозначим среднее число аберраций на клетку буквой т, то долю клеток, содержащих г аберраций, можно будет найти из формулы е " -/п // Это предположение подтверждено экспериментально для хроматидных разрывов, вызванных нейтронами в микроспорах традесканции, а также для разрывов, вызванных в хромосомах нейробластов кузнечика. Данные, полученные в эксперименте, вместе с ол идаемыми на основании формулы Пуассона, представлены в табл. 56. Проверка методом показывает удовлетворительное соответствие между данными, полученными в эксперименте, и ожидаемыми. Эти данные показывают также, что у традесканции частота появления в клетках разного числа изохроматидных разрывов, интерстициальных делеций и обменов примерно соответствует распределению Пуассона. [c.168]

Второй класс биологических г ффектов, к которым также приложима теория мишеней, представляют определенные хромосомные аберрации в высших клетках, возникающие под действием излучений. Аберрации следуют за разрывами хромосом, которые происходят в результате прохождения через них ионизирующих частиц. Вероятность того, что одиночная ионизация в хромосоме приведет к ее разрыву, крайне мала (например, в случае традесканции, см. гл. VII). Однако прохождение отдельной ионизирующей частицы через хромосому вызывает разрыв, если, конечно, эта частица интенсивно ионизирующая и производит внутри хромосомы достаточное количество ионизаций. [c.60]

Образование разрывов в хромосомах под действием облучения неоспоримо доказано, и хотя доказательства повреждений хромосом не столь многочисленны, они вполне достаточны и существуют уже несколько десятилетий. Например, в то же время, когда были открыты мутагенные свойства азотистого иприта, Эль-керс [143] доказал, что неал-килирующее вещество уре-тап вызывало эффективные разрывы хромосом у традесканции. После этих первоначальных исследований было обнаружено поразительное разнообразие веществ, вызывающих разрывы хромосом растений и животных (см. табл. 3). Изучение разрывов хромосом у насекомых под действием химикатов ограничивалось, однако, в основном изучением хромосомных транслокаций у дрозофилы [8, 9, 156, 192]. Лишь небольшое число исследований было проведено с экономически важными насекомыми и хемостерилизаторами насекомых для доказательства, что испытанные вещества вызывают аберрации хромосом [121, 145, 168]. [c.124]

Инверсия и делеция представляют собой альтернативные аберрации, возникающие в результате двух разрывов внутри хромосомы. Представляет известный интерес решить,одинаково ли вероятны обе альтернативы, но получить данные по этому поводу нелегко. На растительном материале, облученном до расщепления хромосом и исследуемом на стадии метафазы или анафазы, следующих за облучением, удается обнаружить делеции, но инверсии неотличимы от неизмененных хромосом. [c.160]

Другой удобный метод исследования хромосомных аберраций на растительном материале состоит в облучении цветочных бутонов и изучении фигур деления в развивающейся пыльце. Можно изучать как мейотическое деление материнских клеток пыльцы (Маршак, 1935), так и первый (К. Сакс, 1940) или второй (Свенсон, 1940) гаплоидный митоз. При изучении второго гаплоидного митоза (метод Свенсона), происходящего у традесканции, пыльцу проращивают на стеклянной пластинке на мазке искусственной среды. Через 1—2 ч после начала прорастания пыльцы генеративное ядро входит в пыльцевую трубку диаметром 6 мк (Кэтчсайд и Ли, 1943). В результате хромосомы становятся доступными даже для слабо проникающих излучений, таких, как ультрафиолетовые (Свенсон, 1940, 1942, 1943) или мягкие рентгеновы лучи (Кэтчсайд и Ли, 1943). Пыльцевые трубки фиксируют, окрашивают через 24 ч после начала прорастания и просматривают хромосомы метафазы. Очень удобно прибавлять к искусственной среде, на которой проращивается пыльца, аценафтен или колхицин. Эти химикалии предотвращают образование веретена в делящейся клетке, так что хромосомы в пыльцевой трубке ложатся одна за другой и их удобно исследовать для определения разрывов. [c.148]

Противоречивые результаты этих опытов можно было бы объяснить тем, что действие повышенной температуры при облучении за 48 ч скорее было связано с увеличением количества расщепившихся хромосом, чем с увеличением числа аберраций в расщепленных хромосомах. [c.171]

Эффект излучения зависит, кроме того, и от того, на какой стадии клеточного деления произошло воздействие. Так, облучение на стадии покоя ведет к хромосомным аберрациям, т. е. к фрагментации хромосомы в целом, причем часть фрагментов соединяется и образует новые комбинации. Облучение же на стадии профазы ведет к хроматидным аберрациям, так как на этой стадии хромосомы разделены на две хроматиды, которые образуют фрагменты и воссоединяются более или менее независимо одна от другой. Наконец, некоторые исследователи утверждают, что они получили полухроматидныв аберрации при облучении очень поздней профазы или промежуточной стадии между профазой и метафазой. [c.211]

Некоторые из способов проверки, предложенных в главах П1—V при обсуждении представления о зависимости инактивации частицы вируса или мутации гена от единичной ионизации, будут применены и в данном случае. Предполагается, что если разрыв хромосомы вызывается одной ионизирующей частицей, то число разрывов, вызванных данным типом излучений, будет пропорционально дозе и независиг.ю от интенсивности облучения и температуры. Однако обнаружить все первоначально вызванные разрывы не представляется возможным. Аберрации, обнаруживаемые в слюнных железах или методами скрещивания, у дрозофилы представляют собой не простые разрывы, а перестройки, связанные с двумя или большим числом разрывов. У традесканции, у которой наряду с более сложными перестройками происходят и простые разрывы, последние не представляют их общего числа. Это лишь остаток, сохранившийся после того, как многие первичные разрывы приняли участие в перестройках, а многие другие воссоединились . Поскольку, возможно, доля участвующих в перестройках или воссоединяющихся разрывов зависит от интенсивности облучения и температуры, применение предложенных выше способов проверки встречает затруднения. Например, у традесканции частота хроматидных разрывов уменьшается с повышением температуры (см. рис. 35, б, кривая 1). Это, по-видимому, следует объяснить исходя из представления, что повышение температуры способствует воссоединению. Имеются также некоторые указания на то, что повышение температуры (см. рис. 35, г) или облучение ультрафиолетовыми или инфракрасными лучами способствует воссоединениям в спермиях дрозофилы. [c.190]

Хромосомные аберрации, для возникновения которых требуются двухударные изменения, зависят от интенсивности облучения. Если определенная доза облучения сообщается объекту быстро, то нередко еще до восстановления какого-либо хромосомного разрыва вблизи него в той же или же в соседней хромосоме (или хроматиде) возникает новый разрыв. Это создает возможность для возникновения новой иллегитим-ной связи между образовавшимися фрагментами. Если же равную дозу облучения сообщают медленнее, т. е. менее интенсивно, то первый разрыв часто успевает восстановиться, прежде чем возникнет новый разрыв. В одном опыте по облучению пыльцы традесканции рентгеновскими лучами в дозе 600 г число хромосомных аберраций было на 50% выше в том случае, когда эту дозу сообщали за 30 сек, чем когда время облучения было продлено до 3 мин. [c.213]

Цитологи всегда учитывают частоту хромосомных аберраций на 100 клеток или на 100 хромосом. Очевидно, что этот расчет надо относить к 100 клеткам или, лучше, к 100 хромосомам, облученным именно на данной стадии МЦ. Одними из наилучших данных по относительной радиочувствительности стадий я считаю данные Ивенса и Севеджа, которые для корешков Vi ia faba, облученных на воздухе дозой 200 рад (250 /се, 10 ма при 2 мм Си и 49,6 рад мин), получили отношение радиочувствительности хромосом на стадиях Gi S 62= 1 2 3, 2. Как правильно подсказал Стручков, эти цифры можно условно пересчитать на одну полинуклеотидную цепь ДНК. Можно принять, что в периоде Gi число таких нитей в хромосоме кратно 2, а в G2—4 для периода [c.83]

Это может быть следствием ряда причин может быть нарушение процесса деления связано с действием на процессы роста, предшествующие делению возможно нарушается образование веретенного аппарата, что свойственно карбаматам, так как веретенный аппарат образуется в профазе (2) возможно удлиняется период профазы, так как резкое возрастание МИ связано в основном с увеличением числа профазных фигур, и, наконец, возможно под действием гербицидов приостанавливается деление части клеток на каком-то этапе, и это стимулирует вступление в деление других покоящихся центров (защитная реакция). Все эти предположения могут относиться к механизму действия данных гербицидов. Нас в данном исследовании интересует непосредственное действие карбина и триаллата на наследственные структуры — хромосомы. Снижение МИ через 44 часа на вариантах с гербицидами до уровня контроля и отсутствие разрывов хромосом (отсутствие анафазных аберраций) можно рассматривать как положительный факт, позволяющий нам предположить, что карбин и триаллат не являются серьезными мутагенными агентами в посевах ячменя. [c.101]

На основании изложенного анализа доминантных леталей и хромосомных аберраций число не приводящих к гибели первичных разрывов в эухроматине Х-хромосомы при дозе 3000 р оказывается равным 0,199. Наш анализ рецессивных леталей, основанный на предположении, что рецессивные летали представляют собой воссоединившиеся разрывы, привел независимым путем к определению той же величины, и она оказалась равной 226 на 1000 спермиев, т. е. 0,226 на один сперкий. Соответствие между величинами 0,199 и 0,226 можно считать удовлетворительным. Таким образом, эти две теории не противоречат друг другу. [c.134]

Существование изохроматидных разрывов как особой группы аберраци/) окончательно установлено на микроспорах традесканции. Известно, что обмен между фрагментами различных хромосом происходит в течение нескольких минут после образования разрывов. Это вытекает из характера зависимости между количеством обменов, происходящих при определенной дозе, и интенсивностью облучения. Поэтому, если возникающие при облучении микроспоры обмены являются хроматидными и затрагивающими только одну, а не обе сестринские хроматиды (см. рис. 33, Э и е), то это показывает, что на данно11 стадии хромосомы уже расщеплены. Но изохроматидные разрывы возникают при облучении микроспор именно на этой стадии, а иногда в тех же самых клетках и в тех же хромосомах, в которых обнаруживаются и хроматидные обмены. [c.157]

Соответствующие типы аберраций, происходящие в хромосоме после того, как она ул<е расщеплена, т. е. инверсии и делеции, захватывающие только одну хроматиду, показаны на рис. 32, е и 33, в, г. Чтобы избежать чрезмерного увеличения количества схем, показаны лишь обмены между плечами, а обмены внутри плеча, в которых оба разрыва происходят в одном плече хромосомы, не изображены хотя они и происходят. Также не показаны внутрихромосомные обмены между двумя разрывами, один из которых произошел в одной хромати-де, а другой — в сестринской. При просмотре хромосом метафазы не всегда можно решить, произошел ли внутрихромосомный обмен между разрывами, возникшими внутри одной и той же хроматиды, или между разрывами сестринских хроматид. Возможно, что и те и другие происходят приблизительно с одинаковой частотой. [c.160]

Если разрывается каждая из двух нерасщепленных хромосом, то соединение четырех разорванных концов может привести или к возникновению двух центрических хромосом симметричный межхромосомный обмен, называемый также эуцентрическим обменом, см. рис. 34, е), или к появлению дицентрической хромосомы и ацентрического фрагмента асимметричный межхромосомный обмен, называемый также дицентрическим или анэуцентрическим обменом см, рис. 32, , к и рис. 34, ж). Поведение этих аберраций в анафазе показано на схемах. [c.161]

На рис. 39, дне показано количество нормальных анафаз в лимфоме мыши, зафиксированной через 4 ч после облучения (Маршак, 1942Ь). Фигуры деления считают ненормальными, если в них. замечены отстающие (ацентрические) фрагменты или мостики (дицентрические хроматиды). Появление таких фрагментов и мостиков может быть вызвано асимметричным обменом между двумя хромосомами. На основании опытов с традесканцией следует ожидать, что частота этих аберраций возрастает примерно пропорционально квадрату дозы. Но появление фрагментов и мостиков может быть вызвано также разрывом нерасщепленной хромосомы или изохроматидным разрывом расщепленной хромосомы, частота же этих последних аберраций возрастает пропорционально первой степени дозы. [c.183]

По данным К. Сакса (1942), образование фрагментов вызывалось предварительным облучением рентгеновыми лучами хромосом до того, как они расщепились. Возникшие при этом аберрации были хромосомными структурными изменениями и их можно было отличить от хроматидных структурных изменений, возникших под влиянием второй дозы, которая была дана через три дня после того, как хромосомы уже расщепились. [c.168]

Максимальное количество аберраций наблюдалось через 4 ч после прорастания, когда клетка находится в стадии средней профазы и хромосомы превращаются в спирали. При облучении непроросшего пыльцевого зерна, когда хромосомы находятся в стадии покоя, количество аберраций незначительно. Эти результаты совпадают с результатами только что описанных экспериментов, в которых движение хромосом либо усиливалось центрифугированием. [c.173]

Невоссоединяюш,иеся простые разрывы и асимметричные обмены (кроме мелких интерстициальных нехваток, ведущих себя не как доминантные, а как рецессивные летали) у дрозофилы, несомненно, летальны, так как они никогда не обнаруживаются в хромосомах клеток слюнных желез. У растений, которые более выносливы к нарушениям генного баланса, часть подобных аберраций может быть нелетальна, хотя большинство, вероятно, летально. Симметричные обмены у всех исследованных организмов нелетальны, но они приводят к частичной стерильности. [c.245]

Количество всех типов структурных изменений, возникающих в хромосомах, у традесканции при облучении нейтронами,возрастает пропорционально дозе. Следовательно, при нанесении на логарифмическую шкалу количества нормальных фигур деления по отношению к дозе точки должны располагаться линейно (см. гл. III). Но при облучении рентгеновыми лучами, когда количество некоторых структурных изменений возрастает пропорционально первой степени дозы, а количество других пропорционально скорее квадрату дозы, приходится ожидать, что кривая, характеризующая количество нормальных фигур деления в зависимости от дозы, при изображении ее Б логарифмической шкале будет выпуклой. Но поскольку аберрации, возрастающие пропорционально квадрату дозы, составляют меньшинство, выпуклость кривой еле заметна . [c.182]

Четвертый метод (Кэтчсайд, Ли и Тудэй, не опубликовано). Большинство обменов между разными хромосомами, обнаруживаемых в ядре, облученном на стадии расщепленных хромосом, относится к категории хроматидных обменов, при которых одна из хроматид каждой хромосомы разрывается и обмен происходит между этими двумя разрывами. Некоторое число аберраций можно охарактеризовать как результат обмена между изохроматидным и хроматидным разрывами. Оказалось, что при облучении рентгеновыми лучами сИ обмены происходят в 8,74 раза реже, чем обычные с/с обмены. Следовательно, па каж- [c.198]

Различия в относительной частоте разных типов хромосомных аберраций, вызываемых рентгеновыми и ультрафиолетовыми лучами, можно предварительно объяснить следующим образом. Во-первых, нетрудно объяснить, что изохроматидные разрывы не образуются под действием ультрафиолетового света. Изохроматидные разрывы, образующиеся в опытах с действием ионизирующей радиации, являются следствием прохождения одиночной ионизирующей частицы через обе хроматиды. Абсорбция квантов ультрафиолета вдоль трека подобным образом не локализуется, поэтому мы не должны ожидать образования изохроматидных разрывов в опытах с облучением ультрафиолетом. Труднее понять причину того, почему под действием ультрафиолетового света обмены между разрывами в различных хромосомах не происходят, а хроматидные разрывы образуются легко. [c.271]

Внезапные спонтанные изменения фенотипа, которые не связаны с хромосомными аберрациями (что подтверждается данными микроскопических исследований), можно объяснить только изменениями в структуре отдельных генов. Генная или точковая мутация (поскольку она относится к определенному генному локусу) — результат изменения нуклеотидной последовательности молекулы ДНК в определенном участке хромосомы. Такое изменение последовательности оснований в одном гене воспроизводится при транскрипции мРНК и может привести к изменению последовательности аминокислот в полипептидной цепи, образующейся в результате трансляции на рибосомах. [c.213]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология