Введение к работе
Актуальность проблемы, одной из наиОолее актуальных проблем современной генетики является изучение закономерностей и механизмов мутагенеза. К настоящему времена детально изучена феноменология возникновения мутаций у разных объектов, наиболее изученным из которых является дрозофила. При изучении механизмов возникновения мутации у дрозофилы как модельного эукариотического организма было установлено, что процесс становления мутаций обеспечивается работой ферлентов и генетически контролируется {Ауэрбах, 1978). известно, что мутационный процесс у дрозофилы является многоступенчатым и насчитывает ке менее двух этапов лабильного повреждения хромосом. При Еосдеиствии мутагенных факторов в хромосомах возникают как стаоилінуь мутации, так и осратикыз изменения в пиде потепциальких изменении. Судьба потзнциальннх изменений г.'.зиет ошь двая::ой - лібо восстановление до исходного состояния, либо реализация в мутации. Причем процесс реализации в мутации зависит от внешних условий (Шварцман и др., 1972; Тихомирова, 1983; Alexander, Магу, 1972). Физико-химическая природа потенциальных повреждений до сих пор не изучена, хотя известно, что доля их среди возникающих поврзвдеїзій при лучевом воздействии и при индукции химическими агентами монет быть оЧень велика. Так у дрозофилы на спределеннных стадиях оогенеза количество возникающих потенциальных повревдений может в 3-4 рэзз превосходить количество необратимых изменений (Тихомирова, 1967; Лсланян, Смирнова, 1977, 1981).
Установлено, что любые изменения метаболизма генетического
материала в первую очередь ДНК. ферментов решшкационного комплекса, синтеза предшественников ДНК ведут к модификации частот мутаций (Каменева. 1976). А нарушения структуры и условий функционирования ферментов могут быть обусловлены мутациями определенных генов, обладающих мутаторным или азтимутаторным действием. Кутации подобных генов могут затрагивать функционирование различных ферментативных процессов, в том числе репарации, репликации и рекомбинации генетического материала. Многие из мутантов с нарушенной системой репарации, такие как mei-9, mei-4i, обладают мутаторным действием по отношению к разным типам мутаций. После открытия з геноме дрозофзлы мобильных генетических элементов (МГЭ) установлено, что в возникновении большого класса мутаций у дрозофилы важную роль играют эти элементы генома (iiyin et al.. 1978). При этом их перемещения контролируются генетически. Перемещения МГЭ могут иметь различный характер, а именно, это могут быть перемещения одного элемента в системе определенных скрещиваний (Lira et а!.. 1983; Ким и др.. 1989) или массовые одномоментные транспозиции нескольких различных элементов (Герасимова. 1983). Используемая в нашей работе система нестабильной мутаторной линии МЛ характеризуется комплексом уникальных свойств, в том числе повышенным уровнем спонтанного мутирования, связанных со спонтанным перемещением мобильных элементов МДГ4 и hobo.
Цель и задачи исследования. Настоядяя работа посвящена изучению закономерностей возникновения спонтанных и индуцированных морфологических мутаций у дрозофилы в линии, дефектной го репарации (mei-9 ) и генетически нестабильной линии МЛ. Бала решены следующие конкретные задачи:
-
определены частоты индуцированных этилметзнсульфонэтом в зрелых спермкях самцов линии mei-91,1 видимых мутаций во второй и третьей хромосомах с использованием множественно маркированных тестерных линий;.
-
Определены частоты индуцированных зтилметансульфонатом видимых мутацЕй в зрелых спермиях самцов линии МЛ в X хромосоме а тзгаке во второй и третьей хромосомах;
3. Проведен сравнительный анализ закономерностей \
возникновения видимых мутаций в линии, дефектной по репарации
mei-9 и генетически нестабильной линии МЛ.
Научная новизна исследования. Проведенный сравнительный анализ генетических эффектов, индуцированных алкилируштм агентом ЭМС, показал, что мутагенная обработка- приводит к существенному повышению уровня мутирования двух генотипичеекк различных линий дрозофилы как по сравнении со спонтанным уровнем, так и по сравнению с контрольными лабораторными линиями. Выявлена и проанализирована больпая группа индуцированных и спонтанных мутаций, в тем числе нестабильных. Экспериментально показан сходный характер проявления спонтанной и индуцированой нестабильности в линия МЛ, что мокет свидетельствовать о существовании общих механизмов, а именно, транспозиций мобильных генетических элементов.
Практическая ценность работы. На базе дестабилизированной системы МЛ с нарушениями генетического гомеостзза мокет быть разраоотана тест-систеиэ для определения мутагенной активности лекарственных препаратов, примесей в продуктах питания, факторов загрязнения окружакщей среды и т. п. Поскольку линии ШІ чувствительна к низким пороговым дозам мутагенов окружающей
- . -
среда и характеризуется увеличенными частотами индуцироЕашшх соматических и генеративных мутации, она может . служить тест-системой с большой разрешающей способностью для анализа генетических эффектов слабых воздействии (на уровне соматических и генеративных мутаций, хромосомных аберраций и
ДР-Ь
Апробация работы. Основные результаты работы оыли доложены на 3-ей конференции по теоретическим вопросам мутагенеза ( Вильнюс, 1980г.), на совещании по химическому мутагенезу "Применение химического мутагенезе в селекции на качество" ( Москва, 1985г.), на IV Всесоюзном совещании по проблемам биологии и генетики дрозофилы ( Одесса 1989 г. ), на семинаре кафедры генетики Биологического факультета ЛГУ а также на семинарах и заседаниях квфедры генетики и селекции Биологического факультета МГУ.
Структура и объем работы." Диссертация изложена на ІІ4 стр., включая 15 таблиц и 10 рисунков, и состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов, результатов и обсуждения, заключения, выводов. Список литературы насчитывает 190 наименований.