Хромосомные мутации. Делеции. Дупликации.

Для данного класса мутаций, называемого еще хромосомными аберрациями или хромосомными перестройками, характерно изменение структуры хромосом: уменьшение или увеличение их размеров или изменение положения их частей. Существует несколько типов хромосомных аберраций.

1. Делеции - утрата участка хромосомы с образованием центрического (содержащего центромеру) и ацентрического (бесцентромерного) фрагментов. Делеции - результат разрывов хромосом. Ацентрический фрагмент, как правило, теряется во время ближайшего митоза. Фрагмент, содержащий центромеру, реплицируется, и его копии нормально распределяются при клеточных делениях. Иногда разрывы происходят одновременно в обоих плечах хромосомы. Оба ацентрических конца элиминируются, а открытые концы центрического фрагмента могут соединиться с образованием кольцевой хромосомы.

Организмы, гетерозиготные по делеции, гемизиготны (т.е. имеют только одну дозу генов) по утраченным локусам, поэтому все рецессивные гены соответствующих локусов в интактном гомологе проявляются фенотипически. Протяженные делеции обычно легальны в гомозиготном состоянии, а также — в гемизиготном, если делеция произошла в Х-хромосоме. Мелкие делеции, как правило, не вызывают столь серьезных нарушений генного баланса и могут сохраняться в гомозиготном состоянии. Довольно часто делеции сопровождаются понижением жизнеспособности и плодовитости несущих их особей. Иногда фенотипический эффект мелких делеции имитирует генную мутацию. Делеция, получившая название мутации Notch, фенотипически проявляющаяся в зазубренности края крыла у дрозофилы и обнаруженная К. Бриджесом в 1917 г., является первым описанным примером хромосомной перестройки.

Разработанный на дрозофиле специальный метод перекрывающихся делеции был использован для цитологического картирования генов у представителей многих видов.

хромосомные мутации

В зависимости от локализации утерянного участка хромосомы делеции делят на:

1) интерстициальные - отсутствует внутренний участок, не затрагивающий теломеру;

2) концевые (дефишенси, или нехватки) — отсутствует теломерный район и прилежащий к нему участок. Истинность таких делеции в свете уникальной функции теломер поставлена под сомнение. В частности, до сих пор не ясно, действительно ли терминальные (концевые) нехватки, зафиксированные у множества пациентов с наследственными синдромами, например, с синдромом кошачьего крика (5р14), Волъфа-Хиршхорна (4р16) и др.. образовались в результате одного разрыва.
У человека описаны синдромы частичных моносомий, возникших в результате делеций различных участков в хромосомах 4, 5,9, 11, 13,18, 21 и 22.

2. Дупликации — локальное удвоение (повторение) определенного участка хромосомы (известны также случаи многократных повторений, или мультипликаций какого-либо участка). Дуплицированный участок может быть расположен в исходной хромосоме: либо непосредственно примыкая к исходному участку (тандемная дупликация), либо втом же плече, но на некотором расстоянии от исходного участка, либо вдругом плече исходной хромосомы. Кроме того, дуплицированный участок может быть локализован в негомологичной хромосоме, т.е. в другой группе сцепления. В случае дупликации двух идентичных генов, сходных по характеру действия и оказавшихся в разных группах сцепления, при скрещивании будет наблюдаться характерное для дигибридного расщепления полимерных генов отношение 15:1.

Одной из причин дупликаций является неравный кроссинговер, имеющий место в том случае, если на некотором участке хромосомы гомологичные локусы при конъюгации в профазе I мейоза сдвигаются друг относительно друга на некоторое расстояние. Именно этот феномен в качестве механизма возникновения тандемных дупликаций у дрозофилы на примере мутации Ваг еще в 1925 г. предложил Альфред Стертевант. И.А. Рапопорту удалось добиться умножения этого локуса в Х-хромосоме до 8 раз. Тандемные дупликации обнаружены у нейроспоры, кукурузы, домашней мыши и других видов.

Дупликации служат источником дополнительных участков генетического материала, функция которых может быть изменена в результате мутаций и последующего отбора. За счет тандемных дупликаций относительно коротких нуклеотидных последовательностей может происходить удлинение генов.

К наиболее хорошо изученным у человека дупликациям относятся синдромы частичных трисомий по хромосомам 4, 7,9, 12 и 14.

- Читать далее "Инверсии хромосом. Транслокации хромосом."

Оглавление темы "Генные и хромосомные мутации.":
1. Регуляция транскрипции у прокариот. Негативная и позитивная регуляция генной активности.
2. Специфическая регуляция генной активности. Методы регуляции генной активности.
3. Неспецифическая регуляция генной активности. Компенсация дозы генов у дрозофилы.
4. Компенсация дозы генов у млекопитающих. Современная теория инактивации Х-хромосомы.
5. Регуляция генной активности на уровне репликации. Трансляционная и посттрансляционная регуляция генной активности.
6. Мутации. Теоритические основы мутационной изменчивости.
7. Геномные мутации. Гаплоидия. Полиплоидия.
8. Анеуплоидия. Нуллисомия. Моносомия. Полисемия.
9. Хромосомные мутации. Делеции. Дупликации.
10. Инверсии хромосом. Транслокации хромосом.

Ждем ваших вопросов и рекомендаций: