Современная генетика. Том 2 - Айала Ф.
ISBN 5-03-000495-5
Скачать (прямая ссылка):
свидетельствует о том, что esc+ также подавляет действие других генов,
возможно принадлежащих комплексу ANT-C. (По Struhl G., 1981. Nature, 293,
36.)
информация вдоль переднезадней оси реализуется через концентрацию
репрессора. Этот репрессор связывается с активными в цмс-положении
регуляторными последовательностями ДНК, причем степень связывания
определяется как концентрацией репрессора, так и степенью его сродства к
регуляторным последовательностям. Эти взаимодействия определяют
экспрессию генов, находящихся под контролем регуляторных
последовательностей. В клетках каждого сегмента происходит экспрессия
определенного набора генов, действие которых определяет путь развития
каждой клетки и дочерних клеток, возникших в результате митотических
делений.
Определение пола и дозовая компенсация
Наличие пола, т. е. развитие двух различных типов скрещивающихся особей
внутри одного вида,-общая черта всех эукариотических организмов, от
дрожжей до человека. Выбор пола, очевидно, наиболее важный
17. Генетический анализ развития
275
выбор, который делает в процессе развития оплодотворенная яйцеклетка
высшего организма. Как и следовало ожидать, наше понимание того, как
происходит этот выбор, в основном основывается на изучении дрозофилы и
мыши. У данных видов пол определяется хромосомным составом зиготы (см.
гл. 3): зиготы, несущие две Х-хромосомы, развиваются как самки, зиготы,
несущие одну X и одну Y хромосому,-как самцы. Несмотря на эту общую
черту, генетические механизмы, приводящие к выбору определенного пути
развития на основе хромосомного состава и осуществляющие этот путь
развития, совершенно различны у мыши и дрозофилы.
Как у мыши, так и у дрозофилы Y-хромосома несет аллели только нескольких
генов Х-хромосомы или вообще не имеет таких аллелей. Означает ли это, что
у данных организмов самцы и самки различаются по уровню экспрессии
сцепленных с полом генов? Ответ на этот вопрос отрицательный: уровень
экспрессии большинства генов Х-хромосомы одинаков в мужских и женских
клетках мыши и дрозофилы.
Однако способы компенсации зависящей от пола дозы генов, сцепленных с
полом, у этих двух организмов, родство между которыми очень отдаленное,
совершенно различны. Кроме того, генетические регуляторные механизмы
дозовой компенсации и определения пола нельзя назвать полностью
независимыми друг от друга: необходимость дозовой компенсации обусловлена
определением пола.
У Drosophila пол определяется отношением числа Х-хромосом к числу
аутосом: при Х/А = 1,0 развиваются самки; если Х/А = 0,5, развиваются
самцы. Как данное отношение определяется на молекулярном уровне, неясно.
Клетки особей с хромосомным набором 2Х/ЗА, где Х/А = 0,67, очевидно,
получают сигнал с неясным смыслом, поскольку в этом случае получаются
мозаики, состоящие из чередующихся небольших участков мужских и женских
клеток, т.е. отдельные клетки развиваются либо по мужскому, либо по
женскому типу. Этот интерсексуальный фенотип обнаруживает высокую степень
изменчивости от особи к особи по степени развития таких признаков, как
половые органы, половые гребешки на передних ногах у самцов и
абдоминальная пигментация.
Считается, что сигнал, возникший как следствие отношения Х/А, ответствен
за дозовую компенсацию и определение пола. Дозовая компенсация
достигается в ответ на этот сигнал путем повышения транскрипционной
активности генов единственной Х-хромосомы мужских клеток по сравнению с
каждой Х-хромосомой женских клеток.
Генетический анализ определения пола и дозовой компенсации у Drosophila в
настоящее время является интенсивно исследуемой областью.
Идентифицировано большое количество мутантов, влияющих на развитие
фенотипа, характерного для определения пола, и (или) на поло-
специфическую активность генов Х-хромосомы. Понимания взаимосвязанного
действия этих генов пока не достигнуто. Как ни странно, сейчас существует
более ясное представление о том, как происходят дозовая компенсация и
определение пола в процессе развития млекопитающих.
У млекопитающих дозовая компенсация достигается путем инактивации одной
из Х-хромосом в клетках 2Х/2А (в коротком плече Х-хромосомы остаются
активными по крайней мере два гена; возможно, что целиком инактивируется
только ее левое плечо). Инактивированная
Экспрессия генетического материала
Х-хромосома представлена в интерфазных ядрах соматических клеток самок в
виде гетерохроматинового образования, которое в таких же ядрах самцов
отсутствует. Эти образования из неактивного гетерохроматина иногда
называют тельцами Барра в честь Мэррея Барра, который впервые наблюдал их
в нейронах самок кошек в 1949 г. Инактивация Х-хромосом соматических
клеток происходит приблизительно во время имплантации эмбриона раннего
возраста в матку. В период гаме-тогенеза и раннего развития инактивация и
активация Х-хромосом регулируются.
У плацентарных млекопитающих, таких, как человек, кошка, мышь,
материнские и отцовские Х-хромосомы инактивируются в различных клетках
