Х-хромосома и дозовая компенсация. Механизм компенсации дозы Х-сцепленных генов

Тельца Барра

1949 г. Мюррей Л. Барр и Эрварт Бертрам исследовали нервные

тельце Барра, или половое хроматиновое тельце – это инактивированная Х-хромосома.
Независимо от

если в женских клетках одна из Х-хромосом инактивируется, то почему не

Возможно, что не все добавочные хромосомы инактивируются в виде телец Барра.

Гипотеза Лайон

В 1961 г. Мери Лайон и Лиан Рассел независимо друг

Гипотеза Лайон основана да данных о наследовании Х-сцепленного гена окраски у

Прямые доказательства в пользу гипотезы Лайон были получены при исследовании экспрессии

У человека известно множество мутаций Х-сцепленного гена глюкозо-6-фосфат дегидрогеназы (Г6ФДГ).
Согласно гипотезе

Иногда инактивацию Х-хромосом в виде телец Барра называют лайонизацией.

Механизм инактивации хромосом

исследован участок Х-хромосомы, обозначенный XIC (от X-inactivation center), расположенный

На участке XIC локализован ген, обозначенный XIST (от X-inactive specific transport).
Сходный

1996 г. группа исследователей под руководством Грема Пенни показала, что для

Хромосомные мутации: количественная и структурная изменчивость

хромосомные мутации или хромосомные аберрации – изменчивость хромосом по числу и

Количественные изменения хромосом: обзор

Анеуплоидия – в клетках имеется одна или более

Нерасхождение хромосом – причина анеуплоидии

Нерасхождение хромосом приводит к неравномерному распределению их

Моносомия

Наиболее часто встречается анеуплоидия с утратой или прибавлением к гаплоидному набору

Моносомия по Х-хромосоме у человека (45,Х) приводит к синдрому Шерешевского-Тернера.
У дрозофилы

У растений последствия анеуплоидии менее ощутимы.
Моносомия по отдельным аутосомам обнаружена у

Трисомия

У дурмана (Datura) описаны трисомики по каждой из 12 хромосомных пар

У риса посевного (Oryza sativa) также описаны трисомики по всем 12-ти

Синдром Дауна

Синдром Дауна – это единственный случай трисомии у человека, которая

Пробанды с синдромом Дауна очень похожи друг на друга.
выражена короткая складка

немногие доживают до 50 лет
страдают респираторными заболеваниями,
пороками сердца
заболевают лейкозом

причина синдрома Дауна – нерасхождение хромосом 21-й пары в анафазе первого

обнаружена зависимость частоты рождения детей с синдромом Дауна от возраста матери.
Несмотря

генетическое консультирование.
Врач генетик говорит потенциальным родителям о вероятности появления у них

Синдром Дауна обусловлен случайным нерасхождением хромосом 21-й пары во время мейоза

Жизнеспособность анеуплоидов у человека

Пробанды с синдромом Патау (47, 13+) или с

Большинство трисомий летально еще на ранних стадиях эмбрионального развития.
Не менее 15

Среди абортусов наиболее часто встречается кариотип 45,Х.
Дожившие до рождения дети с

Анализируя эти данные, Дэвид Х. Карр пришел к выводу, что значительная

Полиплоидия и ее происхождение

Кариотип содержит более двух гаплоидных наборов хромосом.
В зависимости

Существует два способа образования полиплоидов:
добавление одного или более добавочных наборов

А – это гаплоидный набор хромосом любого организма, тогда
А = а1

Аутополиплоидия

При аутополиплоидии каждый из дополнительных хромосомных наборов идентичен кариотипам родительских видов:

неправильное расхождение хромосом в мейозе -> формируются диплоидные гаметы.
После их

Если после репликации хромосом родительская клетка не делится, то ее кариотип

-полиплоиды крупнее
-Увеличение клеточных размеров
-цветки и плоды крупнее
В культуре известно несколько триплоидных

Аллополиплоидия

гибридизация двух генетически близких видов
Если гаплоидная яйцеклетка вида с кариотипом АА

стерильны, т.к. недостаточно гомологии между хромосомами двух родительских видов, поэтому в

амфиплоидии у растений – американский культурный хлопчатник (Gossypium).
26 пар хромосом: 13

У амфидиплоидов часто проявляются признаки обоих родителей
гибрид редьки (Raphanus sativus) и

гибридизация пшеницы и ржи
Гаплоидный набор пшеницы (Triticum) представлен 7 хромосомами.
Культурные твердые

F1 от скрещивания тетраплоидной пшеницы и диплоидной ржи были обработаны колхицином,

Структурная изменчивость хромосом: обзор

второй класс хромосомных аберраций включает структурные перестройки, в

связаны с одним или несколькими разрывами хромосом с последующей потерей или

Делеции

Если разрыв хромосомы происходит в одном или более местах и потом

Для проявления делеции в виде тяжелых симптомов она должна захватывать довольно

Синдром кошачьего крика

У человека случаи обнаружения моносомии по аутосомам после рождения

Нарушения функций сердечно сосудистой системы, желудка и кишечника, умственная отсталость.
Аномалии носоглотки.

Встречается у 1 из 50 000 новорожденных.

Дупликации

Когда какой-нибудь локус или целый участок хромосомы представлен в гаплоидном геноме

Последствия дупликаций
могут привести к избыточности генов
2) обуславливают фенотипическую изменчивость
3) считаются важным

Избыточность генов и амплификация генов рРНК

Для поддержания синтеза белков требуется, чтобы

В овоцитах шпорцевой лягушки, Xenopus laevis, высокая избыточность хромосомных генов достигается

Гены, кодирующие рРНК, расположены в районе ядрышкового организатора (ЯОР), который ассоциирован

Дальнейшая амплификация рибосомных генов происходит путем избирательной репликации рДНК в составе

Мутация Bar у Drosophila

Дупликации генов могут проявляться в фенотипе наподобие генных

В начале 20-х годов XX века этот фенотип был открыт и

Почти десять лет спустя, Кальвин Бриджес и Герман Меллер сравнили картину

Роль дупликации генов в эволюции

1970 г. – монография Сусумо Оно «Эволюция

Оказалось, что существуют гены, близкие по нуклеотидному составу, но кодирующие различные

Кроме того, были обнаружены семейства генов, которые кодируют продукты с одинаковыми

Инверсии

Инверсии – это такие хромосомные аберрации, при которых фрагмент хромосомы поворачивается

Обычно инверсии не влияют заметным образом на фенотип, однако у гетерозигот

Последствия инверсий в процессе гаметогенеза

Организмы, несущие одну инвертированную и одну нормальную

В отсутствие кроссинговера в инверсионной петле гомологи расходятся в гаметы в

В случае кроссинговера внутри парацентрической инверсии образуются две рекомбинантных хроматиды:
одна

Обе эти хромосомы несут дупликации и делеции.
В анафазе второго мейоза

Подобная картина наблюдается и в случае кроссинговера между хроматидой, несущей перицентрическую

у растений, и животных инверсия запирает кроссинговер, и кроссоверные гаметы не

Транслокации

Перемещение участка одной хромосомы на другую называется транслокацией.

Реципрокная транслокация между хромосомами

При оплодотворении несбалансированных гамет, несущих транслокации, дупликации или делеции, обычно формируются

Транслокации у человека: семейный синдром Дауна

Начиная с 1959 г., в человеческой

Одна из робертсоновских транслокаций была описана в семье с синдромом Дауна.
Более

семейный синдром Дауна связан с тем, что один из родителей несет

Сайты ломкости хромосом у человека

В начале 70-х годов прошлого века при

Природа повышенной ломкости не вполне ясна.
Возможно, в этих районах хромосом хроматин

Синдром ломкой Х-хромосомы (синдром Мартина-Белла)

Большинство сайтов ломкости не связано с какими-либо

В сайте ломкости Х-хромосомы локализован ген FMR-1 – один из генов,

Считается, что при большом числе этих повторов (более 200) происходит метилирование

Интересно, что повторы CGG в сайте ломкости Х-хромосомы довольно нестабильны.
Индивиды, несущие

Хотя точные механизмы тринуклеотидной экспансии не вполне ясны, уже известно несколько

Сайты ломкости хромосом и рак

В 1996 г. Карло Кроци и Кей

Ген FHIT находится в локусе FRA3B, который задействован также при раке