Механизмы возникновения хромосомных перестроек

Образование хромосомных аберраций возможно не только на основе рекомбинации в районах локализации высокоповторяющихся не кодирующих последовательностей ДНК, но и на основе рекомбинации между повторяющимися генами, при наличии дубликаций в геноме.

Так же основой для возникновения хромосомных перестроек по рекомбинационному механизму может быть присутствие в геноме значительного числа копий различных мобильных элементов (Смирнов В.Г. 1991).

Вопрос о механизме возникновения хромосомных перестроек стал активно обсуждаться сразу же после установления возможности индуцировать, усилить мутационный процесс при воздействии такого возможного фактора, как различные виды ионизирующих излучений (Г.А. Карсон, Г.С. Филиппов, 1925; Н. Миллер, 1927; L. Stadler, 1928).

А. Стадлер (L. Stadler, 1928) и М.С. Навашин (1931) считали, что первичный эффект в действии Х-лучей на хромосомы - возникновение разрывов. Это положение легко в основу широко известной гипотезы о механизме возникновения индуцированных хромосомных перестроек, созданной в работе К. Сакса (K. Sax, 1938-1942) и Д. Ли (D. Lea 1963, D. Catcheside 1942). В зависимости от стадии клеточного цикла возникают либо хромосомные (при облучении в период G1 до фазы S), либо хроматидные (при облучении в фазах S и в начале G2) разрывы. Большая их часть затем вновь воссоединяется с восстановлением исходной структуры (реституция). Однако если разрывы в разных местах одной хромосомы (или хроматиды) или в разных хромосомах (или хроматидах) в один и тот же момент локализируется близко друг к другу, они могут воссоединится таким образом, что возникают хромосомные или хроматидные делеции (нехватки), транслокации, инверсии, вставки, образуются центромерные или бесцентромерные кольцевые хромосомы, бесцентромерные фрагменты. Отдельные фрагменты, появившиеся сразу в результате возникновения разрывов, могут сохраняться как таковые и без воссоединения с какими-либо другими.

Довольно скоро были получены убедительные данные о возможной модификации мутагенного эффекта излучений благодаря действию дополнительных факторов (температура, инфракрасный свет, понижение концентрации кислорода), из которых каждый сам по себе не оказывал влияние на спонтанный уровень мутационного процесса. Так в опытах К. Свенсона и А. Холлендера (C. Swenson, A. Hollaender, 1946) было показано, что обработка микроспор традесканции инфракрасным светом до или после облучения Х-лучами приводит к значительному увеличению частоты как хроматидных делеций, так и межхромосомных перестроек, причем в максимальной степени этот эффект инфрактасных лучей был выражен при температуре 12 градусов С и уменьшался при более низкой температуре.

Опыты такого рода заставили предположить, что ионизирующее излучение вызывает не только разрывы хромосом, но и некоторые предмутационные, потенциальные изменения в них, которые при дополнительном воздействии слабее действующих факторов могут реализоваться в дополнительные разрывы и перестройки (Смирнов А.Г. 1991).

Перейти на страницу:
1 2 

Биологически мембраны

Важнейшее условие существования клетки, и, следовательно, жизни – нормальное функционирование биологических мембран. Мембраны – неотъемлемый компонент всех клеток.


Биологические ресурсы

Несколько поколений россиян выросло под бодрые звуки песни "Широка страна моя родная! Много в ней лесов, полей и рек. С тех пор и страна стала не такой широкой, как была, а что происходит с полями и реками - читатель этой книги уже знает. На очереди - сведения о растительном мире, в том числе и о лесах.

Стратегии эволюции и кислород

Испокон веков людей волновал вопрос, как возникли живой мир и они сами. Кажущаяся непостижимость происхождения организмов во всей их сложности и совершенстве неизменно толкала человечество к религии. Действительно, как можно, не прибегая к Создателю, объяснить появление живых существ во всем их необычайном разнообразии?.

Кембрийский парадокс

Примерно 530 миллионов лет назад, в начале кембрийской эпохи, на Земле произошло уникальное событие - внезапно, быстро и почти одновременно возникло множество новых биологических форм, ставших предшественниками важнейших типов современных организмов вплоть до человека.