Cтраница 3
Нарисованная картина, в которой гены выступают как независимые единицы, а мутации-как внутренние изменения гена, чрезмерно упрощена в том отношении, что она не учитывает взаимодействия между генами, а также мутаций, связанных со структурными изменениями хромосом и часто возникающих при облучении. Эти структурные изменения детально обсуждаются в гл. [31]
Подводя итог рассмотрению данных по дрозофиле, можно сказать, что имеются разные доводы для объяснения того, что неспособность к развитию яиц при облучении спермиев или яиц до оплодотворения или при облучении яиц вскоре послеоплодотворения зависит главным образом от возникновения летальных структурных изменений хромосом. Однако в настоящее время эти доводы являются лишь косвенными. [32]
Хромосомы обладают большим постоянством, однако они тем не менее подвержены изменениям. Наиболее эффективный метод получения структурных изменений хромосом состоит в воздействии на материал рентгеновскими лучами или другими видами сильно ионизирующих излучений. Сходное действие оказывают также некоторые химические соединения. [33]
По наблюдениям Тэнсли, Спира и Глюксмана ( 1938) и Ласницкого ( 1940), в тканях животных гибель многих клеток, наступающая при их попытке разделиться после окончания периода временной задержки, происходит на ранней стадии развития, эти клетки учитывают как дегенерирующие и они не попадают в подсчет метафаз или анафаз. Подобные случаи, вероятно, нельзя объяснить структурными изменениями хромосом, так как нарушение генного баланса или механические затруднения в анафазе, которые принимают за причину летального эффекта структурных изменений хромосом, не могут оказывать действия до разделения хромосомы. Такие случаи пока еще не находят себе объяснения. [34]
Мутация - наследственное изменение, не вызванное рекомбинацией генов. В строгом смысле мутация подразумевает химическое изменение гена или мелкое структурное изменение хромосомы. [35]
Далее, те опыты, на которые мы уже ссылались ( Н. П. Дубинин, Б. Н. Сидоров, 1935; Меллер, 1941) и которые показали, что некоторые изменения, связанные с гетерохроматином, безусловно, представляют собой эффект положения, не могут быть применены к случаям изменения генов, локализованных в непосредственной близости к разрыву. Таким образом, вопрос о природе мутационных изменений, которые сопровождают структурные изменения хромосом, не затрагивающие гетерохроматиновые районы, нельзя считать окончательно решенным. Это особенно досадно потому, что большая часть сцепленных с полом рецессивных леталей, на которых проведена главная масса экспериментов по получению мутаций под влиянием облучения, сопровождается структурными изменениями хромосом. Для того чтобы понять механизм действия облучения, необходимо знать, представляют ли собой эти летальные мутации результат эффекта положения гена, расположенного около разрыва - эффекта, возникшего потому, что данный ген был удален от своего обычного соседа и перенесен к другому гену, или они происходят вследствие внутренних изменений генов, вызванных ионизирующей частицей, как причиной разрыва хромосомы. [36]
Между точками и кривой имеется достаточно хорошее согласие, показывающее, что неспособность пыльцевых зерен к прорастанию можно объяснить возникновением структурных изменений хромосом. Некоторое несовпадение при больших дозах этих данных заставляет предполагать, что некоторые из летальных типов структурных изменений хромосом не мешают пыльцевому зерну прорасти. Возможно, это связано с наличием мелких нехваток или, может быть, с летальностью лишь половины всех хроматидных разрывов, а именно, лишь тех из них, которые ведут к появлению нехваток в вегетативном ядре. [37]
Экспериментальные данные по другим объектам недостаточны для проведения такого же анализа, какой проведен на традесканции. Согласно опытам, результаты которых приведены в табл. 62, нейтроны эффективнее рентгеновых лучей в отношении вызывания структурных изменений хромосом в корешках бобов и в клетках опухолей мыши. Если эти данные подтвердятся, они будут свидетельствовать о том, что у этих объектов, как и у традесканции, для разрыва требуется не одна, а несколько ионизации. Для проверки приложимости к этим объектам других выводов из опытов, проведенных на традесканции, необходимо получить дополнительные данные о зависимости эффекта от плотности ионизации ( например, в опытах са-частицами или мягкими рентгеновыми лучами) и данные о зависимости числа аберраций от интенсивности облучения. Очень желательно отдельно учитывать хроматидные, изохроматидные разрывы и обмены и определять зависимость числа каждого из этих типов аберраций от дозы и интенсивности облучения. Гораздо меньше дают наблюдения, в которых учитываются просто одни ненормальные анафазы. [38]
Прямых цитологических наблюдений для выяснения зависимости летального эффекта от структурных изменений хромосом проведено не было. Поэтому самое большое, что в настоящее время можно сделать, это попытаться определить вероятный процент ядер, содержащих летальные структурные изменения хромосом на основании данных по спермиям и неоплодотворенным яйцам. [39]
По наблюдениям Тэнсли, Спира и Глюксмана ( 1938) и Ласницкого ( 1940), в тканях животных гибель многих клеток, наступающая при их попытке разделиться после окончания периода временной задержки, происходит на ранней стадии развития, эти клетки учитывают как дегенерирующие и они не попадают в подсчет метафаз или анафаз. Подобные случаи, вероятно, нельзя объяснить структурными изменениями хромосом, так как нарушение генного баланса или механические затруднения в анафазе, которые принимают за причину летального эффекта структурных изменений хромосом, не могут оказывать действия до разделения хромосомы. Такие случаи пока еще не находят себе объяснения. [40]
Из-за трудности прямых цитологических наблюдений можно надеяться получить данные о том, играют ли структурные изменения хромосом большую или малую роль в гибели быстро делящихся клеток в тканях животных другим путем. Для этой цели необходимо изучить характер изменений количества поврежденных клеток в зависимости от дозы, интенсивности облучения и типа радиации, а затем сопоставить полученные таким образом данные с уже известными фактами о структурных изменениях хромосом. [41]
Сходные, хотя и еще более запутанные и нечеткие результаты были получены Мак-Клинток и другими на кукурузе. В этих случаях речь также шла о генах, которые утратили свою стабильность, давая начало другим аллелям и вызывая вследствие этого с высокой частотой мозаичность. Такие случаи наблюдаются в результате структурных изменений хромосом, означая, что при этом локусы, проявляющие мозаичность, пришли в соприкосновение с гетерохроматиновыми участками. [42]
В частности, количество разорванных концов, не перекомбинирующихся друг с другом, а вступающих в сестринские соединения, определялось на основании данных по возникновению доминантных леталей и искажению нормального отношения численности полов, так как путем изучения хромосом клеток слюнных желез его определить нельзя. Вероятно, доминантный летальный эффект, возникающий в результате облучения спермиев дрозофилы, можно полностью объяснить структурными изменениями хромосом, но в настоящее время мы имеем лишь косвенные доказательства этого. [43]
Когда фиксация производится через 12 ч после облучения, ненормальные анафазы обусловлены структурными изменениями, вероятно, главным образом с хромосомными или изохроматидными разрывами. Полученные значения отношений эффективности сравнимы со значениями отношений для этих же типов аберраций у традесканции. Там, где фиксация производится через 3 / после облучения, аномалии, наблюдаемые в анафазе, представляют собой смесь физиологических и структурных изменений хромосом. Полученное при этом более низкое значение отношения эффективности нейтронов и рентгеновых лучей показывает, что различие в эффективности этих двух типов облучения при возникновении физиологического эффекта меньше, чем при структурных изменениях. [44]
Далее, те опыты, на которые мы уже ссылались ( Н. П. Дубинин, Б. Н. Сидоров, 1935; Меллер, 1941) и которые показали, что некоторые изменения, связанные с гетерохроматином, безусловно, представляют собой эффект положения, не могут быть применены к случаям изменения генов, локализованных в непосредственной близости к разрыву. Таким образом, вопрос о природе мутационных изменений, которые сопровождают структурные изменения хромосом, не затрагивающие гетерохроматиновые районы, нельзя считать окончательно решенным. Это особенно досадно потому, что большая часть сцепленных с полом рецессивных леталей, на которых проведена главная масса экспериментов по получению мутаций под влиянием облучения, сопровождается структурными изменениями хромосом. Для того чтобы понять механизм действия облучения, необходимо знать, представляют ли собой эти летальные мутации результат эффекта положения гена, расположенного около разрыва - эффекта, возникшего потому, что данный ген был удален от своего обычного соседа и перенесен к другому гену, или они происходят вследствие внутренних изменений генов, вызванных ионизирующей частицей, как причиной разрыва хромосомы. [45]