Введение к работе
Актуальность проблемы. Конечному этапу мутагенеза изменению первичной последовательности ДНК - предшествует длинная цепь событий, связанная с образованием повреждения и его репарацией (Дубинин, 1978). Мутацию следует рассматривать "как биологический процесс, который является неотъемлемой частью живой клетки с ее ферментами, мембранами, ростом и метаболизмом" (Ауэрбах, 1978). Поэтому мутагенез оказывается зависимым от структурно-функционального состояния хромосомного аппарата на момент повреждающего действия мутагенного фактора. Для точковых, а в особенности для структурных мутаций приобретают значение стадия клеточного цикла, упаковка хромосомного материала, расположение хромосом относительно друг друга и в пространстве клетки (Монахова, 1990). Особенности организации ядра у про- и эукариот обуславливают специфику мутагенеза в этих группах организмов и делают актуальным ее исследование. Несмотря на теоретическое осознание важности физиологического состояния клетки и хромосомного аппарата для мутагенеза, по этим вопросам немного экспериментальных данных. Поэтому углубленное исследование отдельных примеров влияния на мутагенез физиологических параметров является актуальным.
В процессе исследования у дрозофилы делеций
околоцентромерного гетерохроматина на их способность нарушать
сегрегацию хромосом в мейозе было обнаружено мутагенное действие
делеций MS2-10. Помимо влияния на нерасхождение, делеция MS2-10
вызывала мутационные события, которые можно было расценивать
как следствие разрывов хромосомы 2 в области
околоцентромерного гетерохроматина. В данной работе подробно
исследован мутагенный эффект делеций MS2-10. Обнаруженный в
работе материнский характер эффекта, т.е. высокая частота
аномального потомства у дочерей MS2-10 самок, но не самцов,
столкнуло работу с явлением гибридного дисгенеза. Невозможность
объяснить наблюдаемые явления характерным проявлением
гибридного дисгенеза связало исследование с совершенно иным
пластом проблем - с интерфазной организацией ядра, ее
функциональным значением. Немногочисленность данных о мутационных последствиях изменений в пространственной организации хромосом придает интерес и актуальность рассмотрению описываемого мутагеннного эффекта делеций MS2-10 в свете нарушения пространственной структуры интерфазного ядра.
Цели и задачи исследования. Целью данной работы являлось изучение у Drosophila melanogaster мутагенного эффекта MS2-10 -делеции околоцентромерного гетерохроматина правого плеча аутосомы 2. Были поставлены следующие первоочередные задачи:
-
Определить частоту нерасхождения, потери аутосом 2 и частоту образования плечевых компаундов аутосомы 2 у самок, гетерозиготных по делеции MS2-10.
-
Определить частоту образования акроцентрических фрагментов аутосомы 2 у самок, гетерозиготных по делеции MS2-10.
3. Выяснить зависимость мутагенного эффекта хромосомы,
содержащей делецию MS2-10, от оппозитной ей хромосомы.
4. Исследовать распространение мутагенного эффекта MS2-10
на другие хромосомы. Для этого определить частоту нерасхождения,
потери аутосом 3 и частоту образования плечевых компаундов
аутосомы 3 у гетерозиготных по MS2-10 самок, а также частоту
нерасхождения и потери у них Х-хромосом.
Задачи обусловленные полученными результатами:
-
Определить частоту нерасхождения, потери аутосом 2 и частоту образования компаундов аутосомы 2 в системе Р-М гибридного диагенеза.
-
Проверить у гетерозиготных по MS2-10 самок наличие других свойств, характерных для гибридного дисгенеза:
а) образование доминантных деталей;
б) стерильность гетерозиготных по MS2-10 самок и самцов;
в) GD-стерильность;
г) образование хромосомных перестроек.
Научная новизна. В настоящей работе обнаружен и описан мутагенный эффект у самок Drosophila melanogaster, содержащих хромосому с делецней околоцентромерного гетерохроматина MS2-10. Было показано, что три составляющие эффекта - высокая частота потери аутосом, образования аутосомных компаундов и образования акроцентрических фрагментов - являются следствием разрывов в околоцентромерной области.
Предложена гипотеза, объясняющая мутагенный эффект хромосомы MS2-10 с точки зрения пространственной организации ядра.
Для выявления хромосомных перестроек разработан
принципиально новый метод, основанный на нерасхождении хромосом.
Практическая ценность. Результаты имеют значение для определения роли пространственной организации ядра в генетических процессах.
Апробация результатов. Материалы диссертации были представлены на Ш Всесоюзной конференции по генетике и цитологии мейоза, на отчетных сессиях ИЦиГ.
Работа была поддержана программой "Приоритетные направления генетики".
Структура и объем работы. Диссертация включает введение, обзор литературы, описание материалов и методов, изложение собственных экспериментальных данных, обсуждение результатов исследования. Работа изложена на 136 страницах, включает 14 таблиц и 22 рисунка. Обзор литературы состоит из двух частей. В нем представлены данные о явлении гибридного дисгенеза и о пространственной организации интерфазного ядра.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 работ.