big-archive.ru

Большой информационный архив

                       

Генетические изменения в соматических клетках

До сих пор мы говорили о мутациях, возникающих в половых клетках. Однако мутации широко представлены и в соматических клетках организма/Всякий организм представляет собой громадное скопление клеток, в хромосомах каждой из них представлена вся полноценная система генов. Если мутации возникли на ранних эмбриональных стадиях, тогда возникают химерные, мозаичные организмы, состоящие из нормальных и мутантных тканей.

Среди «вдвижных тканей, в которых клетки непрерывно заменяются новыми, на первое место надо поставить кровь. Эритроциты всю жизнь формируются из клеток камбия, расположенных в кроветворных органах. Изучение антигенных свойств эритроцитов позволяет широко проверить способность генов мутировать в соматических клетках. Так, оказалось, что особи генотипа IAIB и генотипа IAI0 всегда содержат наибольшую долю клеток, лишенных антигена А. В этом случае мы имеем дело с мутациями аллеля IА в аллель I0.

Изучение хромосом в соматических клетках человека показало, что в них с определенной частотой, в количестве примерно около 1%, возникают различного рода хромосомные перестройки и нарушения числа хромосом. В раковых клетках эти мутационные нарушения структуры и числа хромосом достигают громадных величин, захватывая десятки процентов клеток.

Наряду с мутациями генов и хромосом в соматических клетках может происходить выщепление рецессивных мутаций и другое явление нарушения генотипа немутационной природы. Однако по своему назначению для генетики соматических тканей эти события равноценны истинным мутациям, ибо они также ведут к генотипической мозаичности тканей. Сейчас известно несколько механизмов, ведущих к генетическим изменениям в соматических клетках:

Соматический кроссинговер в клетке с генотипом АА` и возможные последствия его - образование клеток АА и A`A`

1. Потеря одной из хромосом в паре гомологов, уносящей доминантный аллель, что позволяет рецессивному аллелю проявлять свое действие.

2. Процессы соматического кроссинговера между гомологичными хромосомами. Хотя кроссинговер свойствен процессам созревания зародышевых клеток, однако иногда и в соматических клетках создаются условия, при которых происходят конъюгация гомологов и обмен их участками. Так же как и в зародышевых клетках, кроссинговер в соматических клетках происходит между хроматидами на стадии расщепленных хромосом, т. е. в фазе четырех хроматид (рис. 152). Мы видим, что в результате соматического кроссинговера клетки, гетерозиготные по аллелям А и AI, дают начало двум гомозиготным клеткам АА и АIАI. В результате на фоне основного генотипа ААI появляются два новых — АА и АIАI.

3. Соматическая редукция. Для лейкоцитов человека в культуре крови Н. П. Дубинин и И. Л. Гольдман показали появление гаплоидных клеток, возникающих, по-видимому, в результате полной соматической редукции, подобной той, которая при образовании зародышевых клеток ведет к образованию гаплоидных гамет. Такие гаплоидные клетки в процессах регуляции диплоидизируются, приобретают нормальные диплоидные числа хромосом. Размножаясь в организме, они вызывают химерность ткани. В этом случае внутри особи возникают клеточные клоны, ибо после соматической редукции и затем диплоидизации возникают изогенные, т. е. полностью гомозиготные, клетки. В этом случае удвоение каждой хромосомы переводит на диплоидный уровень исходную гомозиготность гаплоида. Переход генов в гомозиготное состояние, безусловно, приводит к появлению клеток с резко отличной наследственностью.

4. Резкая мозаичность за счет совмещения генотипически разных тканей, возникающая в момент оплодотворения при первых

Один из возможных путей возникновения гинандроморфизма у человека

дроблениях оплодотворенного яйца. В первом случае причиной может быть то, что в яйцеклетке имелось два или даже несколько ядер, способных к оплодотворению. Слияние каждого яйца с отдельным спермием ведет к появлению мозаики разногенотипных тканей в процессах развития человека. Второй случай мозаичности можно иллюстрировать на примере гинандроморфизма. Гинадроморфы — это организмы, составленные мозаично из двух половин — одной нормальной женской, другой нормальной мужской (gyne — женщина, andros — мужчина). Схема образования гинандроморфа вследствие выпадания Y-хромосомы в одном из двух первых бластомеров показана на рисунке 153.

Рисунок показывает оплодотворение яйца с Х-хромосомой спермием, имеющим Y-хромосому (рис. 153, а). Такое оплодотворенное яйцо должно развиваться в нормального мужчину. Однако во время первого дробления при образовании двух бластомеров из одного дочернего ядра выпадает Y-хромосома (рис. 153, б). Образуется два бластомера разного генотипа (XY и ХО), каждый из них дает начало одной правой, другой левой стороны зародыша (рис. 153, в). Одна сторона, составленная из клеток генома XY, оказывается мужской, другая, составленная из клеток ХО, — женской. У насекомых гинандроморфизм выражен предельно четко. У человека благодаря гормональным зависимостям мозаичный гинандроморфизм выражен менее ярко, чем у представителей животного мира.

Генотипическая мозаичность клеток может возникать в результате соматического нерасхождения. У мужчин отмечено заболевание, получившее название синдрома Клейнфельтера, оно возникает у особей, имеющих одну лишнюю половую Х-хромосому. Если нормальные мужчины имеют пару половых хромосом XY, то больные синдромом Клейнфельтера — XXY. У одного мужчины, проявившего синдром Клейнфельтера, было найдено, что он мозаичен. Большинство клеток его костного мозга имело 47 хромосом (тип XXY), однако около 1/3 клеток имело нормальный генотип из 46 хромосом, генотип XY.

К настоящему времени описаны мозаики типа ХО/ХХ; XY/XO; ХО/ХХХ; ХО/ХХ/ХХХ; XO/XYY; XX/XY/XO; XX/XY; XY/XXY; XO/XX/XY/XXYXXXY; XX/XY/XXY; XX/XXY/XXYY.

Приведенный перечень нарушений по половым хромосомам показывает, какая сложная мозаика генотипических нарушений может совмещаться в одном организме человека.

 

Предыдущая глава ::: К содержанию ::: Следующая глава

 

                       

  Рейтинг@Mail.ru    

Внимание! При копировании материалов ссылка на авторов книги обязательна.