Хромосомы структурные изменения

Несколько десятков лет назад полагали, что все мутации, за исключением тех, которые вызваны изменением числа хромосом, представляют собой подлинные генные мутации указанного типа. Постепенно, однако, выяснилось, что нет резкой грани между мутациями, обусловленными изменениями внутри молекул, составляющих хромосомы, и структурными изменениями хромосом. Это относится прежде всего к таким структурным изменениям, как небольшие нехватки и дупликации. Инверсии и транслокации, как правило, не влияют на внешние признаки, но в некоторых случаях они также сопровождаются появлением новых особенностей, которые кажутся обусловленными типичными генными мутациями. [c.188]

Ультрафиолетовые лучи оказывают менее резкое воздействие на хромосомы, чем рентгеновские лучи, и раньше полагали, что ультрафиолет вызывает только истинные генные мутации, не связанные с изменениями структуры хромосом. Однако теперь установлено, что ультрафиолетовое излучение может индуцировать также и структурные изменения, так что различия между рентгеновскими и ультрафиолетовыми лучами скорее касаются степени воздействия, чем сущности мутагенного эффекта. [c.215]

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]

Далее было показано, что во многих случаях мутации, первоначально определявшиеся чисто операционально как дискретные фенотипические признаки, обязанные своим существованием конфигурационным изменениям аллелей различных гипотетических генов, сопровождаются наблюдаемыми структурными изменениями небольших, но вполне определенных участков хромосом. Наконец, оказалось, что порядок расположения таких морфологически различающихся участков на хромосоме совпадает с порядком расположения мутантных локусов на генетической карте (фиг. 155). [c.478]

Дупликация — структурное изменение хромосомы, при котором один из участков представлен в хромосомном наборе более одного раза. [c.455]

Хромосомы обладают большим постоянством, однако они тем не менее подвержены изменениям. Изменения хромосом возникают либо спонтанно, т. е. в результате невыясненных причин, либо под влиянием различных внешних воздействий. Наиболее эффективный метод получения структурных изменений хромосом состоит в воздействии на материал рентгеновскими лучами или другими видами сильно ионизирующих излучений. Сходное действие оказывают также некоторые химические соединения. После подобного рода воздействий хромосомы часто разрываются поперек в одном или нескольких местах, т. е. происходит их фрагментация. [c.160]

Различные типы структурных изменений хромосом по-разному влияют на конъюгацию хромосом во время мейоза, а также на развитие и плодовитость организмов. Остановимся сначала на нехватках и делениях, которые фактически относятся к одной категории изменений, характеризующейся утратой того или иного участка хромосомы. Все такие утраты часто называются нехватками, хотя этот термин в строгом смысле слова обозначает лишь утрату концевого сегмента. Такая утрата, как правило, оказывает значительное влияние, однако это влияние весьма различно в случае гомо- и гетерозигот. У гетерозиготы, обладающей одной нормальной хромосомой и одной хромосомой с небольшой нехваткой, жизнеспособность обычно остается достаточно высокой. Однако чем длиннее утраченный участок, тем в среднем ниже жизнеспособность. Плодовитость у таких гетерозигот обычно понижена. [c.168]

Генетическая карта, представленная на фиг. 33, почти целиком основана на опытах с плодовой мушкой по образованию групп сцепления и на данных о частоте перекреста между генами, принадлежащими к одной и той же группе сцепления. После того как выяснилось, что облучение рентгеновскими лучами вызывает также и многие изменения в структуре хромосом, эти структурные изменения были использованы частично для окончательного доказательства того, что хромосомы содержат гены, частично же для точной локализации генов в определенных локусах хромосом. [c.221]

Другая область исследований, к рассмотрению которой мы переходим, изучает изменения действия генов в тех случаях, когда в результате структурных изменений они попадают в новые положения в хромосоме. Множество знаний, полученных этими разными путями, привело к созданию гипотезы, которая еще не вполне доказана, но тем не менее весьма перспективна и плодотворна. Это гипотеза о химической структуре генов и их способности удваиваться и давать начало идентичным дочерним генам. В основе ее лежит предложенная Уотсоном и Криком модель гена, приведенная в конце этой главы. [c.260]

У клеток нормальных тканей число и структура хромосом постоянны или мало изменчивы, тогда как раковые клетки отличаются большей изменчивостью. С генетической точки зрения это означает, что раковые опухоли представляют собой гетерогенные популяции клеток. Каждая опухоль имеет свою определенную, преобладающую стволовую линию клеток с характерными для нее числом и структурой хромосом. Примером служат хромосомы из саркоматозной клетки крысы, представленные на фиг. 202. Для сравнения на этой фигуре изображен также нормальный хромосомный набор крысы. У нормальных хромосом отчетливо видны характерные различия, позволяющие выявить гомологичные пары. В саркоматозной клетке эта гомология между парами хромосом завуалирована структурной перестройкой, а число хромосом уменьшилось с 42 до 40. Две большие У-образные хромосомы раковой клетки, отсутствующие в нормальных клетках крысы, служат примерами подобных крупных структурных изменений. [c.444]

Кариотип саркоматозной клетки отличается от нормального кариотипа по числу хромосом (40 вместо 42), а также по многим структурным изменениям, наиболее ярким примером которых служат две У-образные хромосомы, обозначенные [c.445]

Мутация — наследственное изменение, не вызванное рекомбинацией генов. В строгом смысле мутация подразумевает химическое изменение гена или мелкое структурное изменение хромосомы. [c.459]

На основании изложенного можно нарисовать следующую картину возникновения рецессивных леталей при облучении. При прохождении ионизирующих частиц через хромосомы в них возникают разрывы. Иногда ионизирующая частица вызывает появление двух близко расположенных разрывов в этом случае участок хромосомы между двумя разрывами может оказаться утерянным или перевернутым на 180°. Остальные разорванные концы хромосом могут принять участие в образовании крупных структурных изменений, причем вероятность этого события для каждого разрыва зависит от того, имеются ли другие разрывы, а поэтому она возрастает с увеличением дозы. Те разрывы, которые не принимают участия в образовании крупных хромосомных перестроек, воссоединяются, восстанавливая исходную структуру" . [c.128]

Хромосомы обычно удается наблюдать только во время деления клетки, поэтому структурные изменения изучают путем просмотра метафазы или анафазы на окрашенных препаратах. Облучение в течение этих фаз не вызывает немедленных разрывов хромосом, вероятно, из-за матрикса, состоящего из протеина и нуклеиновой кислоты и связывающего спирализованную хромосому так, что даже при разрыве хромосомной нити хромосома не распадается. [c.147]

Хромосомные изменения, разбираемые в этой главе, представляют собой разрывы и структурные перестройки, возникающие в ядре в результате двух или больше разрывов хромосом с последующим соединением разорванных концов хромосом разными способами. Этот эффект облучения является, по-видимому, прямым в том смысле, что разрыв вызывается ионизирующей частицей, проходящей сквозь хромосому или в непосредственной близости от того места, где происходит разрыв. Но такого рода разрывы и последующая реорганизация хромосом—не единственный тип изменений, возникающих в хромосомах при облучении клеток. Другой тип сводится к изменению свойств поверхности хромосом, вследствие чего они начинают слипаться друг с другом. В результате во время метафазы хромосомы прилипают одна к другой в тех местах, где они случайно соприкоснулись, а сестринские хромосомы не совсем разъединяются в анафазе, и между ними образуются мостики. При сильных изменениях хромосомы иногда образуют в метафазе комок, и дальнейшие стадии деления не наступают или мостики во время анафазы могут не разорваться, и тогда дочерние ядра не образуются. Изменения этого типа, по-видимому, не зависят от локального повреждения хромосомы, и их нельзя объяснить прохождением ионизирующих частиц через них. Такие аномалии связаны с общим изменением свойств всей поверхности хромосомы. Эти изменения удобно называть физиологическим эффектом облучения в противоположность термину структурные изменения, которым мы обозначаем разрывы и перестройки, возникающие в результате соединения разорванных концов. Последний тип изменений можно объяснить локальным действием облуч<жия на хромосомную нить . [c.150]

Вероятность воссоединения разрыва, первично возникшего под действием облучения, может быть изменена влиянием других факторов, кроме положения разрыва в хромосоме и наличия или отсутствия в ней центромера. Если во время облучения бутоны традесканции подвергают центрифугированию, то количество структурных изменений возрастает (табл. бЗ) . Это объясняется, [c.170]

Исходным моментом теории структурных изменений хромосом является предположение, что разрыв хромосомы вызывается прохождением через нее [c.189]

Из литературных данных известно, что в процессе развития личинки дрозофилы в хромосомах слюнных желез образуются так называемые пуфы — структурные изменения хромосом с локальным увеличением диаметра хромосомы. Известно также, что пуфы являются участками очень высокой скорости включения РНК-предшественника [1—3]. В своем развитии пуфы характеризуются специфичностью по времени появления и исчезновения и до некоторой степени— также и тканевой специфичностью [4—9]. Большинство пуфов появляется и исчезает в строгой последовательности, связанной со стадией развития организма [4, 9—11]. Каждая стадия развития характеризуется определенным набором пуфов, специфичным не только для данного вида, но и для разных линий этого вида [12—14J. [c.142]

До сих пор мы рассматривали структурные изменения в хроматине, главным образом исходя из того факта, что в митотических хромосомах эухроматин обязательно должен принимать более плотноупакованное состояние. Это периодическое изменение охватывает весь эухроматин более или менее одновременно. Вероятнее всего, что этот процесс контролируется изменениями в белках, широко распределенных по всему хроматину. Изменения противоположного типа происходят при событиях двух типов, имеющих место только в таких топологических условиях, когда структура находится в растянутом состоянии. Это репликация и транскрипция. [c.376]

Положение генов в хромосоме может измениться вследствие изменений в структуре хромосомы. Такие изменения возникают в результате изменения числа хромосом, происходящего в тех случаях, когда структурное изменение приводит к появлению новых центромер ил,и к их утрате, но они могут и не сопровождаться изменением числа хромосом. В обоих случаях характер сцепления генов в новых хромосомах меняется. Некоторые изменения структуры хромосом приводят также к увеличению числа генов или к их утрате. [c.110]

Однако примерно с такой же частотой происходит утрата одного из внутренних участков хромосомы. Такое структурное изменение носит название делеции как правило, деления возникает по способу, изображенному на фиг. 64. В исходной хромосоме abode (первая слева) образуется петля. В точке, где нити хромосомы соприкасаются друг с другом, происходит разрыв и соединение в новом порядке, что приводит к образованию двух новых хромосом палочко- [c.161]

В настоящее время известно также много других химиче-ческих веществ, которые оказывают сильное фрагментирующее воздействие на хромосомы и дают вторичный эффект, выражающийся в различных структурных изменениях. Сходное действие оказывает и чистый кислород при наличии большого давления. Некоторые вещества вызывают разрывы хромосом преимущественно в гетерохроматических сегментах 8-этоксикофеин вызывает разрывы в ядрышкообразующей области. В общем хромосомные разрывы, индуцируемые химическими веществами, редко распределяются по длине хромосомы случайно (последнее типично для воздействия излучения). [c.216]

Впервые о доминантных летальных мутациях сообщил Хертвиг [88], наблюдавший, что яйца амфибий, оплодотворенные облученной спермой, часто не дают никакого потомства. Мюллер [143] в своей классической работе о мутагенности рентгеновых лучей также наблюдал доминантные летальные мутации и представил доказательства их генетической, а не физиологической основы. В более поздней работе [144] он снова обсуждал зависимость между доминантными летальными мутациями, вызванными облучением, и структурными изменениями в хромосомах. [c.118]

Например,если диск5С7 Х-хролюсомы переносится таким образом в соседство с гетерохроматином, то глаза у самца будут белые с красными пятнами. (Муха дикого типа имеет красные глаза самец, несущий самый обычный мутантный аллеломорф этого локуса, имеет белые глаза). И наоборот, ген, нормально локализованный вблизи гетерохроматинового района хромосомы, может дать эффект положения, если он в результате структурного изменения будет перенесен в соседство с эухро.матиновым материалом [c.113]

Далее, те опыты, на которые мы уже ссылались (Н. П. Дубинин, Б. Н. Сидоров, 1935 Мёллер, 1941) и которые показали, что некоторые изменения, связанные с гетерохроматином, безусловно, представляют собой эффект положения, не могут быть применены к случаям изменения генов, локализованных в непосредственной близости к разрыву. Таким образом, вопрос о природе мутационных изменений, которые сопровождают структурные изменения хромосом, не затрагивающие гетерохроматиновые районы, нельзя считать окончательно решенным. Это особенно досадно потому, что большая часть сцепленных с полом рецессивных леталей, на которых проведена главная масса экспериментов по получению мутаций под влиянием облучения, сопровождается структурными изменениями хромосом. Для того чтобы понять механизм действия облучения, необходимо знать, представляют ли собой эти летальные мутации результат эффекта положения гена, расположенного около разрыва,— эффекта, возникшего потому, что данный ген был удален от своего обычного соседа и перенесен к другому гену, или они происходят вследствие внутренних изменений генов, вызванных ионизирующей частицей, как причиной разрыва хромосомы. [c.113]

A. Хромосома, содержащая леталь, может не нести никакого структурного изменения, насколько удается это обнаружить при изучении хромосом слюнных желез. Этот тин с достаточным основанием можно рассматривать как мутацию к летальному аллеломорсэу или как потерю геном способности к само-репродукции. [c.124]

У Drosophila melanogasier очень тщательно изученной генетически, структурные изменения хромосом можно обнаружить генетическими методами, основанными на учете изменений сцепления генов, которые происходят вслед за их перемещением в хромосомном наборе, а также другими многочисленными специальными приемами. Однако в последние годы для изучения хромосомных перестроек у дрозофилы все чаще применяют цитологический метод (изучение хромосом слюнных желез). Что же касается других, менее исследованных в генетическом отношении организмов, то для их изучения обычно используется цитологический метод . Для детального изучения структурных изменений необходимо пользоваться объектами, ядра которых имеют крупные и немногочисленные хромосомы, а между тем этим условиям удовлетворяет сравнительно небольшое число видов. Почти универсальное единообразие хромосомного механизма позволяет ожидать, что те общие выводы, которые получены при изучении хромосомных изменений сравнительно небольшого числа, удобных для экспериментирования объектов, можно распространить и на другие организмы. Однако при этом необходима известная осторожность, ибо при исследовании ряда организмов были обнаружены различия в деталях механизма возникновения структурных изменений хромосом. [c.147]

На благоприятном цитологическом материале, когда каждая клетка содержит небольшое количество крупных и в некоторых случаях индивидуализируемых хромосом, можно различать эти два типа хромосомных аномалий . Так, если две хромосомы соединены во время метафазы, то удается установить, является ли причиной этого соединения хроматидный обмен (рис. 33, еЗ), представляющий собой структурное изменение, или слипание поверхностных слоев хромосом в результате физиологического эффекта. Если хромосома, имеющая обычно У-образную форму, принимает форму кольца, то можно установить, связано ли это со структурным изменением, в результате которого обра- [c.150]

Облучение на стадиях метафазы и анафазы по время мейоза ведет у 8с(ага к возникновению структурных хромосомных изменений (Боземаи, 1943). Но обмены между хромосомами редки но сравнению со структурными изменениями виутри хро,мосом (инверсии, нехватки, дупликации). [c.153]

Два новых конца, возникших в результате разрыва нерасщенленной хромосомы, обычно соединяются или друг с другом, восстанавливая исходную хромосому, или с другими разорванными концами, имеющимися в ядре, обусловливая разные тины структурных изменений. Терминальные делеции, наблюдаемые в метафазе, представляют собой, таким образом, лишь небольшую часть первоначально возникших терминальных делеций. Величину этой части можно вычислить, но только весьма косвенными методами. Она равна примерно при разрывах, возникающих в микроспорах традесканции (Ли и Кэтчсайд, 1942). Разорванные концы хромосом, которые возникли при облучении спермиев дрозофилы и еще не соединились ко времени расщепления хромосом, составляют приблизительно исходного числа возникших разрывов [c.155]

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]

Это было установлено как для микроспор, облучавшихся за 24 ч до метафазы когда хромосомы расщеплены, так и для микроспор, облученных за пять дней до метафазы когда хромосомы не расщеплены (Фаберже, 1940 а). К. Сакс и Энцман провели опыт с облу чением микроспор за 48 ч до метафазы в то время, когда начинается расщепление хромо сом. Большинство структурных изменений было хромосомного типа, меньшая часть преД ставляла собой обмены хроматид. В этом опыте при более высоких температурах число хроматидных изменений на микроспору возрастало. [c.171]

Рис. 35. Зависимость числа структурных изменений хромосом, возникающих под влиянием облучения, от температуры а — кольца и дицентрические фрагменты, возникающие из нерасщепленных хромосом б — расщепленные хромосомы (/ — хроматидные разрывы 2 —изохроматидные разрывы 3 — хроматидные обмены) в — кольца и дицентрические фрагменты, возникшие из нерасщепленных хромосом (4 — облучение при 3°, затем выдерживание при 3 или 38° 5 — облучение при 38°, затем выдерживание при 3 или 38°) г — симметричные обмены между II и III хромосомами, облученными при различной температуре (S — хроматидные разрывы 7 — изохроматидные разрывы 8 — хроматидкые обмены) д — симметричные обмены между II и III хромосомами (оплодотворение при различной температуре).

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]

Был поставлен ряд опытов для выяснения зависимости количества структурных изменений, возникающих в спермиях дрозофилы под воздействием определенной дозы рентгеновых или у-лучей, от продолжительности времени облучения. В этих опытах облучали самцов или оплодотворенных самок. Структурные изменения учитывали либо цитологически, просматривая хромосомы слюнных желез личинок (Кауфман, 1941Ь), либо генетически, произ- [c.176]

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]

Отдельные указания на летальность некоторых типов структурных изменений хромосом делались в главах V и VI. Основные типы, по-видимому, связанные летальным действием,— эт(3 простые разрывы (см. рис. 33, а, б и 34, а) и асимметричные обмены (см. рис. 33, г и е, 34, г — ж). Все эти структурные изменения приводят к возникно1 ению ацентрических фрагментов, которые рано или поздно теряются при делении, поскольку у них нет центромера, обеспечивающего в норме их включение в дочернее ядро. Разные организмы обладают различной выносливостью по отношению к возникающим вследствие этого генетическим нехваткам. У Drosophila melanogasier потеря всего лишь 5% Х-хромосомы вызывает доминантный летальный эффект, тогда как у кукурузы потеря даже целой хромосомы может оказаться нелетальной. [c.244]

По наблюдениям Тэнсли, Спира и Глюксмана (1938) и Ласницкого (1940), н тканях животных гибель многих клеток, наступающая при их попытке разделиться после окончания периода временной задержки, происходит на ранней стадии развития, эти клетки учитывают как дегенерирующие и они не попадают в подсчет метафаз или анафаз. Подобные случаи, вероятно, нельзя объяснить структурными изменениями хромосом, так как нарушение генного баланса или механические затруднения в анафазе, которые принимают за причину летального эффекта структурных изменений хромосом, не могут оказывать действия до разделения хромосомы. Такие случаи пока еще не находят себе объяснения. [c.251]

Для того чтобы установить, какие структурные изменения связаны с транскрипцией, было бы очень полезно пронаблюдать экспрессию генов в их естественном состоянии. Однако организация генетического материала такова, что подобный анализ возможен только в некоторых исключительных случаях. Из-за плотной упаковки ДНК в хромосоме и трудности идентификации местоположения отдельных генов визуализация транскрипции отдельных генов невозможна. (Однако, как это описано в гл. 30, активные гены проявляют некоторые характерные особенности, которые можно исследовать in vitro.) [c.354]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология