УЧЕТ КРОССИНГОВЕРА ПРИ ТЕТРАДНОМ АНАЛИЗЕ
У высших организмов о кроссинговере, происшедшем в профазе мейоза, судят по частоте кроссоверных особей-рекомби-нантов, считая, что появление их отражает соотношение кроссоверных и некроссоверных гамет.
Для прямого доказательства соответствия рекомбинантных зигот кроссоверным гаметам необходимо определять результаты кроссинговера непосредственно по гаплоидным продуктам мейоза. При этом гаплоидные элементы (гаметы или споры) должны иметь гены, проявляющие свое действие в гап-лофазе. Объектом, на котором удалось осуществить подобное исследование, явился, например, плесневый гриб (Neurospora crassa).
У этого грибка большая часть жизненного цикла приходится на гаплофазу, а диплоидная фаза очень короткая. Диплоидной является только зигота, возникающая в результате оплодотворения. Вскоре после оплодотворения зигота приступает к мей-отическому делению, которое приводит к образованию аска — сумки с гаплоидными спорами. При делениях веретено своей осью совпадает с продольной осью сумки. Поэтому продукты мейоза — споры располагаются в сумке цепочкой. В мейозе протекают два обычных деления созревания, затем одно ми-
|
|
61.
Расщепление по одной паре аллелей, определяющих окраску спор у нейроспоры. Стрелками указаны аски, в которых произошел кроссии-говер.
тотическое, в результате чего в каждой сумке образуется 8 аскоспор.
Поскольку у нейроспоры имеется возможность непосредственно определять результаты кроссинговера по продуктам мейоза, установление в этом случае характера расщепления будет прямым доказательством того, что расщепление и крос-синговер осуществляются в мейозе. Этот метод является разновидностью уже описанного тетрадного анализа, но применительно к сцепленным генам.
|
|
|
В случае моногибридного скрещивания ожидается расщепление по гаплоидным продуктам (спорам) в соотношении 1А:1а. На рисунке 61 приводится расщепление по одной паре аллелей (А и а), определяющих окраску аскоспор. В асках среди восьми спор видны четыре окрашенные (А) и четыре неокрашенные (а) споры, т. е. наблюдается расщепление 1:1, причем в большинстве случаев порядок расположения спор в сумке ААААаааа (три аска с полностью неокрашенными спорами не созрели, пигмент в них еще не синтезировался). Каждую спору можно выделить из аска микроманипулятором в пробирку с питательной средой и вырастить, получив соответствующие спорам мицелии.
Если в сумке обнаруживается нарушение расположения аскоспор, например ААааААаа, то это будет говорить о происшедшем перекресте в районе между локусом а и центромерой (рис. 62,2).
Расположение спор будет зависеть от расхождения хромосом в первом и втором мейотических делениях. В результате гены А и а могут распределиться в сумке по спорам в следующем порядке: ААааААаа, ааААААаа, ААааааАА.
|
|
|
В рассматриваемом случае перекрест происходит на участке между локусом данного гена и центромерой. Чем дальше ген а будет удален от центромеры, тем вероятнее перекрест
150
151
|
|
|
| Анасраза I А |
| Профаза I |
| Анафаза П |
| мейоза картины хиазм могут служить лишь косвенным доказательством этого явления, констатация происшедшего обмена прямым наблюдением невозможна, так как обменивающиеся участками гомологичные хромосомы обычно абсолютно одинаковы по величине и форме. Г. Крейтону и Б. Мак-Клинток удалось получить у кукурузы линию, у которой гомологичные хромосомы различались морфологически — одна была нормальной, а другая несла утолщение на конце одного плеча, второе ее плечо было удлинено. Эти особенности в строении пары хромосом легко обнаруживались при цитологических исследованиях (рис. 63). ^ В опыте нормальная хромосома несла рецессивный ген с (неокрашенный эндосперм) и доминантный ген wx+ (крахма_-листый эндосперм), измененная хромосома — доминантный ген с+ (окрашенный эндосперм) и рецессивный ген wx (воско-
|
| А А |
| видный эндосперм). Дигетерозиготу |
| С WX ' нией, имеющей морфологически нормальные хромосомы, меченные рецессивными генами с и wx: с wx |
| 62. |
| Схема различных типов поведения гомологичных хромосом при образовании ас-коспор у нейроспоры: / — кроссинговер не обнаруживается; 2 — кроссинговер обнаруживается. |
и, следовательно, больше будет кросс-оверных асков. Если перекрест произойдет между дистальным концом хромосомы и геном а, то кроссоверное расположение аскоспор не будет обнаружено (рис. 62,/). Указанные особенности нейроспоры дают возможность определить место гена в хромосоме, учитывая расщепление только по одной паре аллелей, что невозможно у диплоидных организмов, для которых нельзя провести тетрадный анализ.
Благодаря тому, что у гаплоидных организмов число реком-бинантных генотипов точно совпадает с числом рекомбинант-ных гамет или спор, мы вправе судить о перекресте хромосом, происшедшем в профазе мейоза, по числу рекомбинантов и у диплоидных организмов. Таким образом, тетрадный анализ доказывает, что как менделевское расщепление, так и кроссинговер основаны на закономерностях мейоза.
|
|
|
Дата добавления: 2020-01-07; просмотров: 572; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!