Реферат по предмету "Разное"


«Эволюция числа ядрышкообразующих районов хромосом у животных»

Курсовая работа Студента второго курса факультета биоинженерии и биоинформатики МГУ им. М.В. ЛомоносоваСнегирёва Александра Викторовичана тему:«Эволюция числа ядрышкообразующих районов хромосом у животных»Научный руководитель:д.б.н. Зацепина О.В.ВведениеПроблематика. Данная курсовая работа посвящена очень важным компонентам клеточного ядра, без существования которых невозможен весь процесс синтеза белка в эукариотической клетке, - ядрышкам (см. рис. 1). Ядрышки во множестве производят рибосомы – клеточные «машины» синтеза белка. Как известно, ядрышки образуются вокруг кластеров рибосомных генов (рДНК), кодирующих основные классы рРНК (18 S, 5.8 S и 28S), которые получили название ядрышковых организаторов или ядрышкообразующих районов хромосом (ЯОР). Поэтому всестороннее изучение ядрышек является одним из ведущих факторов развития современной биологии. Довольно много работ связано со свойствами рибосомных генов, с функционально-морфологическими и биохимическими аспектами их работы, с влиянием деятельности ядрышка на жизнь клетки в целом и т.д., но крайне мало работ, в которых проводится анализ изменения числа ЯОР у различных организмов разных таксономических групп. Так, из лично мне известных работ по этой теме – это обзор Лонга и Давида «Repeated genes in eukaryotes» двадцатипятилетней давности [1], где представлены сводная таблица по числу и локализации рДНК и генов 5 S РНК у ~ 30 различных видов живых организмов. Однако после этого обзора новых работ об эволюции числа ЯОР у животных не было опубликовано ни в отечественной, ни в зарубежной литературе. И это понятно: количество ЯОР сильно варьирует не только у разных организмов, но и в клетках одного организма, поэтому трудно находить соответствия между их числом и свойствами определенных клеток и организмов в целом. Тем более необходимо учитывать эволюционные моменты, например родственные отношения между группами организмов разных видов, отделов, классов и т.д., степень сходства их рибосомных генов. Предполагается, что межклеточные, межиндивидуальные и межвидовые различия по числу и локализации ЯОР имеют важный биологический смысл. Но до сих пор не удалось найти причины данного явления и решение этой проблемы. В данном обзоре тоже нет ответов на эти вопросы, хотя делаются предположения о путях дальнейших исследований в данной области, сделаны попытки поиска корреляций между числом ЯОР и важным биологическими параметрами видов, такими как продолжительность беременности, размеры организма и др. Здесь в основном рассмотрены межклассовые (у позвоночных животных) и межвидовые (на примере отряда Грызуны) различия в числе ЯОР, но затронута и тема внутривидовых различий в числе ЯОР (на примере лабораторных мышей). ^ Структура ядрышка. Для дальнейшего обсуждения проблемы необходимо знать и понимать некоторые общие моменты, связанные с изучаемыми объектами. Рассмотрим кратко структуру, свойства и функции компонентов ядрышек [2]. В ядрышке выделяют три основные зоны: фибриллярный центр (ФЦ, в нём находится неактивные гены рРНК ядрышка), плотный фибриллярный компонент (ПФК, содержит транскрибируемую рДНК и созревающую рРНК) и гранулярный компонент (ГК, где располагаются готовые субъединицы рибосом). Совокупностью ФЦ ядрышка фактически соответствует ЯОР метафазных хромосом. ЯОР располагаются во вторичных перетяжках хромосом, на которых в телофазе происходит новообразование ядрышек интерфазного ядра. При новообразовании ядрышки могут сливаться друг с другом, поэтому количество ядрышек обычно меньше, чем число ЯОР. Получившиеся таким образом ядрышки имеют весь объём генетической информации соединившихся ядрышек. ЯОР не является точечным локусом хромосомы, а является множественным по своей структуре, содержит несколько одинаковых генных участков, каждый из которых отвечает за образование ядрышка (например, при разрыве хромосомы в области ЯОР каждая из частей способна образовывать ядрышки). Число активных генов рРНК постоянно на геном, оно не меняется в зависимости от уровня транскрипции этих генов, при репликации ДНК происходит и удвоение числа генов рРНК. Однако, существуют случаи, когда гены рРНК подвергаются избыточной репликации для обеспечения продукции большего количества рибосом (если необходимо быстро и сильно увеличить синтез белка), в результате образуются экстрахромосомные рРНК, не связанные с ЯОР – происходит амплификация генов рРНК (например, в ооцитах земноводных и других животных). ^ Структура рДНК. Синтез рРНК. При синтезе рРНК сначала образуется молекула-предшественник 45S РНК, которая распадается на фрагменты (так называемый процессинг): 28S, 18S и 5,8S РНК (молекула 5S РНК, тоже участвующая в сборке рибосом, синтезируется независимо и локализация гена 5S рРНК не связана с ЯОР). С помощью электронного микроскопа удалось увидеть рибосомные гены «в работе»: на депротеинизованных и сильно распластанных препаратах ядрышек наблюдались структуры в виде «ёлочек» (рис. 2). На нити рДНК располагаются молекулы фермента РНК-полимеразы I, ответственные за синтез рРНК, от которых отходят нити-транскрипты из синтезируемых молекул РНК. При этом самые длинные транскрипты находятся на одной стороне «ёлочки» (соответствуют 45S РНК), а на противоположной стороне транскрипция только начинается. Такой участок ДНК с транскриптами называется транскрипционной единицей. Между транскрипционными единицами находятся зоны спейсеров, имеющие нуклеосомное строение и не участвующие в транскрипции. Такое чередование транскрипционных единиц со спейсерами и определяет множественность рибосомных генов.^ Активация ЯОР. В неактивной форме ЯОР представлен в виде одного крупного фибриллярного центра, состоящего из рибосомных генов. В начале активации ядрышка происходит деконденсация рибосомных генов на периферии ФЦ, которые начинают транскрибироваться (синтезировать РНК). По мере усиления транскрипции единый ФЦ распадается на ряд более мелких ФЦ, связанных друг с другом декомпактизованными участками рДНК. При полной активации ядрышка все ФЦ деконденсируются и получается, что зоны ПФК содержат всю рДНК в активном состоянии. При инактивации ядрышка происходит обратный процесс конденсации рДНК. Такое инактивированное ядрышко структурно сходно с ЯОР в составе митотических хромосом. Процессы активации и инактивации играют весомую роль при определении числа и местоположения ЯОР. ^ Методы выявления ЯОР. Локализацию ЯОР можно довольно точно определить на митотических хромосомах с помощью окраски солями серебра, имеющих сродство к некоторым аргентофильным белкам ядрышка. Основными из них в митозе являются РНК-полимераза I и ее специфический транскрипционный фактор белок UBF. Этот метод получил название Ag-окраски или Ag-ЯОР окраски хромосом. Показано, что аргентофильными свойствами обладают только ЯОР, которые были активны в интерфазе, предшествующей митозу. Принято считать, что максимальное число Ag-ЯОР соответствует общему числу ЯОР в кариотипе, однако из этого правила есть многочисленные исключения. Более точным является определение числа ЯОР методом молекулярной гибридизации in situ. В первоначальном варианте для этого использовали метод радиоавтографии и меченную тритием рРНК, которая при взаимодействии с денатурированной ДНК в митотических хромосомах образует ДНК-рРНК-гибрид в тех местах, где последовательности ДНК комплементарны рРНК. В этих участках и происходит засвечивание фотографической эмульсии, т.е. появляются зерна восстановленного серебра. Однако в настоящее время для молекулярной гибридизации in situ используют нерадиографические методы и пробы рДНК, меченные маленькими молекулами (биотином или дигоксигенином), которые выявляются специфическими антителами, конъюгированными с флуорохромом. Этот вариант гибридизации in situ получил название флуоресцентной гибридизации (FISH). Сопоставление данных по окраске хромосом AgNO3 и FISH-метода обнаружения рДНК показало, что Ag-окраска выявляет кластеры функционально-активных рРНК генов, тогда как FISH-метод выявляет все ЯОР, включая неактивные. Как увидим в дальнейшем, существование этих двух методов является одной из причин несовпадения результатов по количеству и локализации ЯОР.^ Сборка рибосом. 60S рибосомная субъединица состоит из трёх фрагментов: 28S, 5,8S, 5S РНК. 40S рибосомная субъединица состоит из 18S РНК. Субъединицы покидают ядрышко и через ядерные поры попадают в цитоплазму. Из 40S и 60S в цитоплазме образуется полная работающая 80S рибосома: сначала 40S субъединица связывается с иРНК, а затем и с большой субъединицей (коэффициенты седиментации и механизм образования рибосом приведён для эукариотических клеток). Рис. 1 Ультраструктура ядрышка^ Рис.2 Рибосомные геныЦели и задачиГлавная цель данной работы – сделать некоторые предположения и выводы о связи между числом ЯОР и общебиологическими различиями организмов, то есть проследить эволюцию ЯОР на конкретных примерах организмов. Поэтому мы выявили следующие основные задачи работы: сравнение изменения числа ЯОР с изменением числа хромосом в диплоидном наборе по классам организмов; сравнение изменения числа ЯОР в эволюционном ряду: от беспозвоночных до человека; сравнение числа ЯОР в отдельно взятом отряде (Грызуны – в этом отряде наибольший разброс числа ЯОР); сравнение данных по числу ЯОР у домашней мыши Mus musculus.Материалы и методыВ ходе работы была использована интернет база данных PubMed (http://www.ncbi.nlm.nih.gov). Все результаты, полученные в этой работе, собраны из статей этой базы данных (см. список литературы). Также использована некоторая дополнительная литература и статьи, указанные в конце работы в списке литературы. В PubMed был произведен поиск по ключевым словам: nucleolus (-ar) organizing (-er) region и некоторым другим, связанным с ЯОР. При этом отбирались резюме статей, где указано число ЯОР в конкретных видах или родах в нормальных (без патологий) клетках взрослых животных. Как правило, число ЯОР производили в клетках костного мозга или лимфоцитах, активированных к пролиферации. Метафазные пластинки хромосом готовили по стандартной методике. Если в базе данных была ссылка на полную бесплатную версию, то рассматривалась вся статья. Также во многих статьях указывалась хромосомная локализация ЯОР, методы выявления ЯОР и число хромосом на диплоидный набор. Данные о числе хромосом у разных видов также вносили в таблицы.Результаты и обсуждениеПолученные материалы (число ЯОР, локализация ЯОР, методы выявления ЯОР, число хромосом в кариотипе вида, а также систематическое положение многих организмов) были сведены в общую таблицу № 1. Дадим необходимые пояснения к этой таблице: № - порядковый номер организма, введён для удобства; название организма – в основном на латинском языке, иногда на английском, редко в скобках указывается русское название рода или организма; метод – метод, с помощью которого были получены результаты; число ЯО и № хром. – число пар хромосом с ЯОР или номера этих хромосом; число хром. - число хромосом на диплоидный набор; № статьи – номер, под которым следует искать источник информации в списке литературы. Виды в таблице поделены согласно таксономическим категориям: надкласс Рыбы, класс Земноводные, класс Пресмыкающиеся, класс Млекопитающие, Беспозвоночные животные. Класс Млекопитающие разделён на несколько отрядов. Примечание. Отряды Парнокопытные (Artiodactyla) и Непарнокопытные (Perissodactyla) и отряд Мозоленогие (Tylopoda) для удобства объединены под названием Копытные животные.Таблица № 1. Число ЯОР у видов таксономических групп. № название организма метод число ЯО (№ ЯО- хромосом) Число хром. №статьи ^ Надкласс Рыбы (Pisces) 1 Gymnotus carapo (гимнот) Ag-окр. 1   17 2 Apteronotus albifrons Ag-окр. 1   17 3 Sternopygus macrurus Ag-окр. 1   17 4 Eigenmannia virescens Ag-окр. 1   17 5 Salmo gairdneri (лососевые) Ag-окр. 1   18, 24 6 Salmo brown trout (лососевые) Ag-окр. 1-2   18 7 Salmo Atlantic salmon (лососевые) Ag-окр. 1   18 8 Salvelinus fontinalis Ag-окр. 4-6   18 9 Salvelinus lake trout Ag-окр. 4-6   18 10 Salvelinus arctic char (голец) Ag-окр. 4-6   18 11 Oncorhynchus tshawytscha Ag-окр. 1   19 12 Oncorhynchus kisutch Ag-окр. 1   19 13 Oncorhynchus keta (кета) Ag-окр. 1   19 14 Oncorhynchus nerka (нерка) Ag-окр. 1   19 15 Oncorhynchus gorbuscha (горбуша) Ag-окр. 1   19 16 Oncorhynchus masou Ag-окр. 1   19 17 Danio rerio Ag-окр. 3 (№ 1, 2, 8) 2n = 50 20 18 Cobitis vardarensis (вьюновые) Ag и FISH 2-5 2n = 50 21 19 Odontocheila confusa Ag и FISH 1-2 2n = 22 22 20 Odontocheila nodicornis Ag и FISH 1-2 2n = 36 22 21 Leporinus friderici Ag-окр. 1 (№ 2) 2n = 54 23 22 Leporinus obtusidens Ag-окр. 1 (№ 2) 2n = 54 23 23 Leporinus elongatus Ag-окр. 1 (№ 2) 2n = 54 23 24 Umbra pygmaea (евдошковые) Ag и FISH 4 2n = 22 87 25 Umbra limi (евдошковые) Ag и FISH 4 2n = 22 87 26 Cobitis taenia (вьюновые) Ag и FISH 1 2n = 48 38 27 Tinca tinca (линь) Ag-окр. 1 (№3)   84 ^ Класс Земноводные (Amphibia) 28 Odontophrynus Ag-окр. 2 (№4,11)   27 29 Xenopus tropicalis Ag-окр. 1 (№5) 2n = 20 26 30 Xenopus epitropicalis Ag-окр. 1 (№5) 2n = 20 26 31 Rana blairi (лягушка) Ag-окр. 1 (№10) 2n = 26 25 ^ Класс Пресмыкающиеся (Reptilia) 32 Coleodactylus amazonicus Ag-окр. 1 2n = 36 71 ^ Класс Млекопитающие (Mammalia) Отряд Китообразные (Cetacea) 34 Tursiops truncatus (афалина) FISH 2   35 Stenella attenuata   2   72 36 Stenella longirostris   2   72 37 Stenella dubia   2   72 Копытные животные 38 Sus scrofa (свинья) Ag и FISH 2 (№ 8,10) 2n = 38 73-79 39 Sus verrucosus Ag-окр. 2 (№ 8,10)   77 40 Sus celebensis Ag-окр. 2 (№ 8,10)   77 41 Sus salvanius Ag-окр. 2 (№ 8,10)   77 42 Indian muntjac FISH 2   3 43 Equus caballus (лошадь Пржевальского) Ag-окр. 3 (№1,26,31) 2n = 64 42 44 Bos taurus (бык) Ag-окр. 5 (№2,3,4,11,29) 2n = 60 31 45 Bubalus bubalus (буйвол) Ag-окр. 5-6 (№3,4,6(8),23,24,(21)) 2n = 50 31, 32 46 Swamp buffalo Ag-окр. 5 (№4,8,20,22,23) 2n = 48 33 47 Capra ibex (коза) Ag-окр. 5 (№2,3,4,5,28)   34 48 Rupicapra rupicapra (серна) Ag-окр. 5 (№1,2,4,5,28)   34 49 Bison bison (бизон) Ag-окр. 5 (№2,3,4,11,28)   34 50 Lama glama (лама) Ag-окр. 5   51 51 Ovis aries (овца) Ag-окр. 5 (№1,2,3,4(6),25) 2n = 54 61, 62, 63 ^ Отряд Насекомоядные (Insectivora) 52 Talpa occidentalis (крот) Ag и FISH 1 (№ 3)   81 ^ Отряд Сумчатые (Marsupialia) 53 Monodelphis domestica Ag-окр. 1 (№Х, 5) 2n = 18 53 54 Didelphidae (опоссумы) Ag и FISH 1 2n = 14 40 55 Didelphidae (опоссумы) Ag и FISH 1 2n = 18 40 56 Didelphidae (опоссумы) Ag и FISH 1 2n = 22 40 57 Macropus rufogriseus (гигантский кенгуру) Ag-окр. 1 (№X)   30 58 Potorous tridactylus (rat kangaroo) FISH 1 (№X) 2n = 12 3, 13 ^ Отряд Рукокрылые (Chiroptera) 59 Artibeus lituratus Ag и FISH 3 (№ 5,6,7)   28 60 Artibeus jamaicensis Ag и FISH 3 (№ 5,6,7)   28 61 Artibeus fimbriatus Ag и FISH 3 (№ 5,6,7)   28 62 Artibeus cinereus Ag и FISH 3 (№ 9,10,13)   28 63 Desmodus rotundus (вампиры) Ag и FISH 1 (№ 8)   29 64 Diphylla ecaudata Ag и FISH 1 (№ 13)   29 65 Phyllostomus (копьенос) Ag и FISH 1   28 66 Phylloderma Ag и FISH 1   28 67 Trachops Ag и FISH 1   28 68 Tonatia Ag и FISH 1   28 69 Sturnira Ag и FISH 1   28 70 Platyrrhinus Ag и FISH 1   28 71 Glossophaga Ag и FISH 1   28 72 Fruit bat (Carollia perspicillata) FISH 1 (№X) 2n = 20 3 73 Carollia castanea FISH 0 2n = 22 3 ^ Отряд Приматы (Primates) 74 Gorillas (Gorilla gorilla) Ag-окр. 2 (№1,2)   37 75 Orangutan (Pongo pygmaeus) Ag-окр. 8 (№13,14,15,18,21,22+2)   37 76 Gibbon (Hylobates hoolock) Ag-окр. 1   37 77 Human (Homo sapiens) Ag-окр. 5 (№13,14,15,21,(22)) 2n = 46 43-49 78 Orangutan (Pongo pygmaeus) Ag-окр. 9 (№11-17,22,23) 2n = 48 65 79 Tupaia glis Ag-окр. 4 2n = 60 7 80 Tupaia belangeri Ag-окр. 2 2n = 62 7 81 Tupaia chinensis Ag-окр. 2 2n = 62 7 82 Chimpanzee (Pan troglodytes) Ag-окр. 5 (№13,14,18,21,22)   37 83 Chimpanzee (Pan troglodytes) FISH 9 (№15-23)   37 ^ Отряд Зайцеобразные (Lagomorpha) 84 Oryctolagus cuniculus (кролик) Ag-окр. 4 (№13,16,20(21)) 2n = 44 60 ^ Отряд Хищные (Carnivora) 85 Canis familiaris (собака) Ag-окр. 2 (3+№Y) 2n = 78 35 86 Canis familiaris (собака) Ag-окр. 8 (№5,8,14,16,19,21,32,37) 2n = 78 36 Беспозвоночные животные (Achordata) 87 Tapinoma nigerrimum Ag и FISH 1 (№ 6) n = 9 82, 83 88 Tapinoma erraticum   1-2 n = 8 83 89 Melipona marginata (пчела) Ag-окр. 1 2n = 18 52 90 Mellitobia australica (оса) Ag-окр. 1 2n = 12 52 91 Cycloneda sanguinea Ag-окр. 1 2n = 18 52 92 Euglossa sp. Ag-окр. 5 n = 21 52 93 Plebeia sp. Ag-окр. 1 2n = 34 52 94 Parascaris univalens (нематода) Ag и FISH 1 2n = 2 64 95 Drosophila (плодовая муха) Ag-окр. 1 (№ Х)   41 96 Ixodes scapularis (клещ) Ag-окр. 3 (№ 7,10,Х) 2n = 28 50 На основании табличных данных можно сделать ряд наблюдений и выводов: число хромосом с ЯО у рыб практически одинаково и равно одной паре хромосом (хотя разброс даже до 6 пар хромосом), такое количество ЯОР выявляется у 63% рассмотренных рыб. Как ни странно, но у рыб при увеличении числа хромосом в диплоидном наборе количество ЯОР почти не увеличивается, скорее можно было бы сказать, что оно уменьшается, например, рыбы рода Leporinus (2n = 54) имеют 1 п.х. (пару хромосом) с ЯО, тогда как рыбы рода Umbra (2n = 22) имеют 4 п.х. с ЯО, так что соответствие общего числа ЯОР числу хромосом не прослеживается; число хромосом с ЯОР у земноводных колеблется между одной и двумя парами хромосом (у 75% - 1 п.х.), что-то определенное о корреляции между числом ЯОР и хромосом сказать трудно из-за малого количества материала по данной группе организмов; единственный представитель рептилий в нашей подборке имеет одну пару хромосом с ЯОР; далее рассмотрим число ЯОР в отдельных отрядах млекопитающих: 1) отряд Китообразные: 2 п.х. с ЯОР; 2) у крупного рогатого скота 5 п.х. с ЯОР, у более мелких копытных животных – 2 п.х. с ЯОР. Здесь, в общем, рассматриваемая тенденция к увеличению числа ЯОР с увеличением генотипа тоже не прослеживается (у крупных животных 2n = 48, 50, 54, 60, а число ЯОР остаётся постоянным), так у лошади с самым большим хромосомным набором всего 3 п.х. с ЯОР; 3) у крота – 1 п.х. с ЯОР; 4) у сумчатых животных в основном 1 п.х. с ЯОР (80%); 5) у рукокрылых – от 0 до 3 п.х. с ЯОР, хотя одна п.х. с ЯОР встречается в два раза чаще, чем другое число. Интересно, что у Carollia castanea методом FISH не выявлено ни одной хромосомы с ЯОР. Поскольку организмы не могут существовать без рДНК, транскрипция которой необходима для образования рибосом, очевидно, данные об отсутствии ЯОР у данного вида являются артефактом. Его появление можно объяснить сложностью выявления ЯОР у Carollia castanea. 6) у приматов – от 1 до 8 (9) п.х. с ЯОР, рассматриваемая тенденция прослеживается у высших приматов, у орангутана и шимпанзе число ЯОР больше, чем у человека; 7) у кролика 3 п.х. с ЯОР; 8) у собаки – от 4 до 8 п.х. с ЯОР, с чем связан такой разброс непонятно;5. у беспозвоночных обычно одна п.х. с ЯОР (встречается у 70%), но их число порой доходит до пяти (Euglossa, у которой самый большой генотип). Итак, мы рассмотрели зависимость числа ЯОР от числа хромосом в диплоидном наборе в разных таксономических группах. Почти с уверенностью можно сказать, что строгой корреляции между числом ЯОР и хромосом не наблюдается, а редкое её выполнение у некоторых групп организмов скорее связано со случайными факторами. Теперь решим задачи, поставленные во втором пункте раздела «Цели и задачи»: сравним изменение ЯОР в эволюционном ряду организмов. На рис. 3 представлена схема, где показано среднее число ЯОР в крупных таксонах. Если смотреть в общих чертах, то при осложнении организации животных наблюдается увеличение числа ЯОР. Так, например, у млекопитающих их число заметно больше, чем нижестоящих групп в эволюционной лестнице, а у высокоорганизованных приматов их среднее число равно 5,4. Такое увеличение ЯОР возможно связано с резким увеличением метаболических процессов в клетках млекопитающих, в том числе синтезов белков на рибосомах, связанное также с переходом данной группы к теплокровности. Различия в отделах млекопитающих по числу ЯОР может быть результатом широкого распространения этих животных, различия их ареалов и форм обитания, активности их жизни, длительности беременности, частоты размножения, размеров тела, численности потомства. Так у крупных Копытных животных и приматов – самое большое среднее число ЯОР. В тоже время у не менее крупных представителей отряда Китообразных их среднее число равно 2,0. Те же животные имеют самых длинных период беременности, хотя у лошади этот период равен 11 месяцев, а число ЯОР тем не менее равно 3. У хищных животных, ведущих активных образ жизни и также, в общем, являющимися крупными животными, число ЯОР велико, а у неактивных насекомоядных и рукокрылых – крайне мало. У активно размножающихся животных (грызуны, кролики) число ЯОР занимает промежуточное значение, а у редко размножающихся – крайние. Грызуны и кролики ещё являются и мелкими животными, также как рукокрылые и насекомоядные. При этом значение 6,0 числа ЯОР у хищных не следует воспринимать всерьёз, так как оно получено как среднее арифметическое двух несовпадающих данных по числу ЯОР у одного организма – собаки, но известно, что, например, у кошки число ЯОР равно 2, так что средним числом ЯОР у хищных является что-то между числом ЯОР у приматов и грызунов. Промежуточное положение хищных по числу ЯОР подтверждает таблица № 2.Таблица №2. Сравнение жизненных параметров и числа ЯО у отделов млекопитающих. Отдел Б Р А ИР ПЖ ЯО Насекомоядные ↓ ↓ ↓ ↑ ↓ 1,0 Сумчатые ↓ ↑↓ ↓ ↑↓ ↓ 1,2 Рукокрылые ↓ ↓ ↓ ↓ ↑ 1,5 Грызуны ↓ ↓ ↑ ↑ ↓ 2,7 Зайцеобразные ↓ ↓ ↑ ↑ ↓ 3,0 Хищные ↑↓ ↑↓ ↑ ↑↓ ↑ 6? Китообразные ↑ ↑ ↓ ↓ ↑ 2,0 Копытные ↑ ↑ ↓ ↓ ↑ 3,8 Приматы ↑ ↑ ↓ ↓ ↑ 5,4 Здесь Б – продолжительность беременности, Р – размер животного, А – активность и подвижность, ИР – интенсивность размножения, ПЖ – продолжительность жизни, ЯО – среднее число пар хромосом с ядрышковым организатором. Сопоставляя табличные данные можно выделить три группы организмов: с высокой интенсивностью размножения и активностью: грызуны, зайцеобразные. с продолжительным периодом беременности и с крупными размерами: копытные, приматы, китообразные, а также хищные – переходная форма между 1. и 2. все остальные, с малыми активностью, относительно коротким периодом беременности и небольшими размерами. При этом, как видно из таблицы, у животных 3-ей группы число ЯОР колеблется от 1 до 1,5, то есть мало; у животных 1-ой группы оно стремится к 2,5-3; у животных 2.-группы оно больше 3,8. Исключение составляют китообразные, у которых два ЯОР, но, например, у свиньи, кошки, некоторых приматов их тоже два, что только подтверждает правило о том, что сравнение средних значений порой приводит к неполному рассмотрению и пониманию картины. И, тем не менее, это дало вполне наглядный результат без применения каких-либо сложных математических формул. Как результат, мы получили не строгую, но наглядную и ясную модель, где ряд параметров организма приводится в соответствие с числом ЯОР. Конечно, можно было бы рассмотреть ещё некоторые параметры, но это бы только усложнило восприятие информации. Здесь мы не станем вдаваться в подробности насчёт изменения числа ЯОР у более низших позвоночных, так как эта тема очень сложна, а информационная база недостаточна, чтобы делать какие-либо выводы. Возможно, тут играют роль те же параметры, но несколько изменённые (например, вместо периода беременности – период созревания яйца), что и у млекопитающих.Рис. 3 Схематичное изображение таксономических групп и среднего значения числа ЯОР в каждой группе.Теперь перейдём к разбору отдела Грызуны с наиболее вариабельным числом ЯОР. С чем же связана такая изменчивость? В первую очередь стоит покритиковать методы выявления ЯОР: даже вроде бы аккуратный FISH-метод может дать у разных исследователей разные результаты. Во-первых, у методов существует ряд модификаций, что может быть причиной расхождений между данными, полученными разными авторами. Особенно много модификаций у метода серебрения, что делает этот и без того неточный метод (о неточности см. во введении) ещё и очень вариабельным, что в полной мере проявляется при анализе числа ЯОР у Грызунов. Очень сложно сравнивать такие данные, но вероятно в этом виновны не только методы. Число ЯОР изменяется от 0 до 11 (см. таблицы № 3 и № 4). При этом стоит учесть, что в статьях иногда описывают все хромосомы, на которых ЯОР выявляется в серии опытов, а разные опыты могут показать ЯОР на разных хромосомах, а среднее число ЯОР указать забывают. Так, 11 хромосом у мыши – результат такой забывчивости (конечно, их не 11, а значительно меньше). Во-вторых, Ag-метод пользуется несравненно большим спросом из-за своей простоты, быстроты и дешевизны, и мы должны довольствоваться большей частью сомнительными результатами. В-третьих, действительно, в разных клетках одного организма может выявляться разное число ЯОР, но и данный феномен скорее есть методическая ошибка (все клетки организма тотипотентны и содержат всю полноту генетической информации, в том числе всю рДНК). Наиболее стабильны данные по числу ЯОР у крысы Rattus norvegicus – все сходятся во мнении, что у неё 3 п.х. с ЯОР. Также 3 п.х. с ЯОР имеют виды рода Mus (кроме Mus musculus, об этом позже) и кактусовый хомячок (FISH), полёвки имеют 1 п.х. с ЯОР, сони и лемминги – 2 п.х. с ЯОР. Расхождения в числе ЯОР обнаружены у двух видов хомячков - сирийского и китайского. При выявлении ЯОР у китайского хомячка были использованы оба метода: Ag-метод показал активные ЯОР на № 4 и 5 хромосом, тогда как FISH-метод в двух других случаях, кроме 4 и 5, показал также ЯОР на хромосомах 6 и X. У сирийского хомячка в одном случае Ag-методом было выявлено 5 п.х. с ЯОР, а в другом – тоже 5 п.х. с ЯОР: № 6, 9, 16, 17, 19, но в этом случае иногда ЯОР выявлялись и на 2, 10 и 13 хромосомах. Результаты по грызунам ещё раз подтверждают, что число ЯОР не зависит от числа хромосом в диплоидном наборе: у Microtus agrestis (2n = 50) вообще не найдено ЯОР, тогда как у Akodon arviculoides (2n = 14) они обнаружены на 4 п.х.Таблица №3. Число ЯОР у грызунов (Rodentia). № Название организма Метод число ЯОР (№ЯО-хромосомы) число хром. №статьи 1 Mus spretus   3 (№4,13,19)   56 2 Rattus norvegicus (крыса) Ag-окр. 3 (№3,11,12) 2n = 42 66,70 3 Rattus norvegicus (крыса) Ag-окр. 3 2n = 42 67,68,69 4 Chinese hamster (Cricetulus griseus) Ag-окр. 2 (№4,5) 2n = 22 5 5 Eliomys quercinus (садовая соня) Ag-окр. 2   6 6 Akodon arviculoides Ag-окр. 4 (№3,4,5,X) 2n = 14 8 7 Chinese hamster (Cricetulus griseus) FISH 4 (№4,5,6,X) 2n = 22 13 8 Syrian hamster (Mesocricetus auratus) Ag-окр. 5 2n = 44 12 9 Phodopus sungarus (джунгарский хомячок) Ag-окр. 4 2n = 28 12 10 Myopus schisticolor (лемминг) Ag и FISH 2 (№5,12)   15 11 Microtus rossiaemeridionalis (полёвка восточноевропейская) Ag-окр. 1 (№16)   16 12 Microtus transcaspicus (полёвка) Ag-окр. 1 (№11)   16 13 Mus platythrix   3 (№5,8,12) 2n = 26 57 14 Syrian hamster (Mesocricetus auratus) Ag-окр. 5-8 (№6,9,16,17,19 (2 10 13)) 2n = 44 80 15 Trichomys apereoides Ag-окр. 1 (№1) 2n = 30 85 16 Cricetulus migratorius (армянский хомячок) Ag-окр. 4 (№2,4,6,7,8)   39 17 Microtus agrestis (тёмная полёвка) FISH 0 2n = 50 3 18 Peromyscus eremicus (cactus mouse) FISH 3 (№8,9,10) 2n = 48 3 19 Chinese hamster (Cricetulus griseus) FISH 4 (№4,5,6,X) 2n = 22 3 20 Apodemus (wood mice)   1- 2   86 Теперь отдельно изучим поведение числа ЯОР у мыши Mus musculus, где их число колеблется от 3 до 11 (таблица № 4). Как правило, при определении числа ЯОР используют метод серебрения, что привносит дополнительные трудности в оценку их числа. Но только ли в этом причина? Возможно, такие несоответствия – это свойство самих рибосомных генов, которые относятся к умеренно повторяющимся генам и подвержены генетической рекомбинации. Однако это может быть связано с высокой плодовитостью мышей и другими характерными для грызунов признаками. Таблица № 4. Лабильность ЯОР у мыши (2n = 40). № Название организма Метод число ЯОР (№ ЯО-хромосом) №статьи 1 Mus musculus Ag-окр. 11 (№4,8,9,10,11,12,15,16,17,18,19) 55 2 Mus musculus Ag-окр. 3 (№15,18,19) 11 3 Mus musculus Ag-окр. 4--7 9 4 Mus musculus Ag-окр. 5 10 5 Mus musculus Ag-окр. 6 (№12,15,16,17,18,19) 54 6 Mus musculus Ag-окр. 5 (№12,15,16,17,18) 58 7 Mus musculus 8 (№5,6,9,12,17,18,19,X) 59 8 Mus musculus Ag-окр. 4 (№12,15,16,18) 35 Рис. 4 Ag-ЯОР окраска метафазных пластинок хромосом, полученных из фибробластов мыши линии L. – стрелками указаны 9 Ag-ЯОР.Рис. 5 Гибридизация in situ с пробами рДНК метафазных хромосом из фибробластов мыши культуры L. ^ Синий цвет – окраска хромосом ДАПИ, красный цвет – FISH-сигналы. Стрелки – FISH-ЯОР, большая стрелка указывает на хромосому с асимметричным ЯОР.ВыводыНа основании результатов и их обсуждения можно сделать выводы, то есть дать ответы на задачи, поставленные вначале работы: Число ЯОР не зависит от числа хромосом на клетку. Данный факт доказан рядом примеров – прямого соответствия нет.Число ЯОР, как правило, увеличено у организмов с более высокой организацией и, очевидно, является эволюционно благоприятным признаком. Сравнение основных методов выявления ЯОР показало, что FISH - более предпочтителен, поскольку позволяет выявлять все ЯОР в кариотипе вида. При этом Ag-метод остаётся по-прежнему главным методом выявления ЯОР у животных.Сравнение ЯОР в отдельно взятом отряде показало, что даже в небольших таксономических единицах число ЯОР может заметно отличаться у разных видов. 5. У мыши вида Mus musculus по данным разных авторов число ЯОР сильно различается. Определение их числа с помощью FISH может являться предметом будущих исследований.ЛитератураEric O. Long, Igor B. Dawid (1980) Ann. Rev. Biochem. 49: 727-64Ю.С. Ченцов «Введение в клеточную биологию», ИКЦ «Академкнига», 2004Hsu TC, Spirito SE, Pardue ML. (1975) Chromosoma 53: 25-36А.С. Графодатский, С.И. Раджабли «Хромосомы сельскохозяйственных и лабораторных млекопитающих», «Наука», Новосибирск, 1988 Ray M. Cytobios. 1979;25(97):37-43Zurita F, Jimenez R, Diaz de la Guardia R, Burgos M. Chromosome Res. 1999;7(7):563-70Toder R, von Holst D, Schempp W. Cytogenet Cell Genet. 1992;60(1):55-9Yonenaga-Yassuda Y, Assis Mde F, Kasahara S, L'Abbate M, Souza MJ. Cytogenet Cell Genet. 1983;35(2):143-7Chaudhuri A, Ghosh S. J Cancer Res Clin Oncol. 1983;106(3):192-4Mirre C, Knibiehler B. J Cell Sci. 1982 Jun;55:247-59Spence MA, Luthardt FW. Cytogenet Cell Genet. 1975;15(4):276-80Bigger TR, Savage JR. Cytogenet Cell Genet. 1976;16(6):495-504Blin N, Stohr M, Hutter KJ, Alonso A, Goerttler K. Chromosoma. 1982;85(5):723-33Olmos S, Reinoso MF, Marquez MG, Roux ME. Metabolism. 2001 Sep;50(9):1025-9Liu WS, Fredga K. Chromosome Res. 1999;7(3):235-40Mazurok NA, Rubtsova NV, Isaenko AA, Nesterova TB, Meier MN, Zakiian SM. Genetika. 1998 Aug;34(8):1073-80Foresti F, Almeida Toledo LF, Toledo SA. Cytogenet Cell Genet. 1981;31(3):137-44Phillips R, Ihssen PE. Can J Genet Cytol. 1985 Aug;27(4):433-40Phillips RB, Zajicek KD, Utter FM. Can J Genet Cytol. 1986 Aug;28(4):502-10Daga RR, Thode G, Amores A. Chromosome Res. 1996 Jan;4(1):29-32Rabova M, Rab P, Ozouf-Costaz C. Genetica. 2001;111(1-3):413-22Proenca SJ, Serrano AR, Collares-Pereira MJ. Genetica. 2002 Apr;114(3):237-45Koehler MR, Dehm D, Guttenbach M, Nanda I, Haaf T, Molina WF, Galetti PM Jr, Schmid M. Chromosome Res. 1997 Feb;5(1):12-22Ueda T, Sato R, Kobayashi J. Jpn J Genet. 1988 Jun;63(3):219-26Ward OG. Can J Genet Cytol. 1977 Mar;19(1):51-7Tymowska J, Fischberg M. Cytogenet Cell Genet. 1982;34(1-2):149-57Ruiz IR, Soma M, Becak W. Cytogenet Cell Genet. 1981;29(2):84-98Santos N, Fagundes V, Yonenaga-Yassuda Y, De Souza MJ. Hereditas. 2002;136(2):137-43Santos N, Fagundes V, Yonenaga-Yassuda Y, De Souza MJ. Hereditas. 2001;134(3):189-94Dhaliwal MK, Pathak S, Shirley LR, Flanagan JP. Cytobios. 1988;56(224):29-38Di Berardino D, Arrighi FE, Kieffer NM. J Hered. 1979 Jan-Feb;70(1):47-50Di Berardino D, Iannuzzi L, Bettini TM, Matassino D. Can J Genet Cytol. 1981;23(1):89-99Di Berardino D, Iannuzzi L. J Hered. 1981 May-Jun;72(3):183-8Mayr B, Tesarik E, Auer H, Burger H. Genetica. 1987 Dec 15;75(3):207-12Pathak S, Van Tuinen P, Merry DE. Cytogenet Cell Genet. 1982;34(1-2):112-8Shibasaki Y, Poulsen BS, Johansen B, Ronne M. In Vivo. 1990 Jul-Aug;4(4):243-6Cavagna P, Marzella R, Rocchi M, Chiarelli B. Somat Cell Mol Genet. 1998 Sep;24(5):303-6Boron A. Genetica. 1999;105(3):293-300Pathak S, Lau YF, Drwinga HL. Chromosoma. 1979 Jun 21;73(1):53-60Svartman M, Vianna-Morgante AM. Genetica. 2003 May;118(1):11-6Privitera E. Chromosoma. 1980;81(3):431-7Romagnano A, Richer CL, Messier PE, Jean P. Cytobios. 1987;49(196):23-30Verma RS, Rodriguez J, Shah JV, Dosik H. Mol Gen Genet. 1983;190(2):352-4Martin AO. Stain Technol. 1985 Sep;60(5):275-84Miller OJ, Miller DA, Dev VG, Tantravahi R, Croce CM. Proc Natl Acad Sci U S A. 1976 Dec;73(12):4531-5Tantravahi R, Miller DA, Dev VG, Miller OJ. Chromosoma. 1976 Jun 30;56(1):15-27Mikelsaar AV, Schmid M, Krone W, Schwarzacher HG, Schnedl W. Hum Genet. 1977 Jun 10;37(1):73-7Goodpasture C, Bloom SE, Hsu TC, Arrighi FE. Am J Hum Genet. 1976 Nov;28(6):559-66Ozen M, Hopwood VL, Pathak S. Am J Med Genet. 1995 Nov 6;59(2):225-8Chen C, Munderloh UG, Kurtti TJ. J Med Entomol. 1994 May;31(3):425-34Mayr B, Auer H, Schleger W, Czaker R, Burger H. J Hered. 1985 May-Jun;76(3):222-3Maffei EM, Pompolo SG, Silva-Junior JC, Caixeiro AP, Rocha MP, Dergam JA. Cytobios. 2001;104(406):119-25Merry DE, Pathak S, VandeBerg JL. Cytogenet Cell Genet. 1983;35(4):244-51Dev VG, Tantravahi R, Miller DA, Miller OJ. Genetics. 1977 Jun;86(2 Pt. 1):389-98Suzuki H, Kurihara Y, Kanehisa T, Moriwaki K. Mol Biol Evol. 1990 May;7(3):271-82Winking H, Nielsen K, Gro


Не сдавайте скачаную работу преподавателю!
Данный реферат Вы можете использовать для подготовки курсовых проектов.

Поделись с друзьями, за репост + 100 мильонов к студенческой карме :

Пишем реферат самостоятельно:
! Как писать рефераты
Практические рекомендации по написанию студенческих рефератов.
! План реферата Краткий список разделов, отражающий структура и порядок работы над будующим рефератом.
! Введение реферата Вводная часть работы, в которой отражается цель и обозначается список задач.
! Заключение реферата В заключении подводятся итоги, описывается была ли достигнута поставленная цель, каковы результаты.
! Оформление рефератов Методические рекомендации по грамотному оформлению работы по ГОСТ.

Читайте также:
Виды рефератов Какими бывают рефераты по своему назначению и структуре.

Сейчас смотрят :

Реферат Scarlet Colored Savior Essay Research Paper The
Реферат О демотивации…
Реферат Правила біржових торгів та технологія їх проведення
Реферат Релевантність облікової інформації та її вплив на прийняття управлінських рішень
Реферат Филипп Эриа. Семья Буссардель
Реферат Различия экономических систем по формам собственности и механизму координации хозяйственной деятельности
Реферат Роль финансового менеджмента в конкурентноспособности фирмы в условиях диверсификации
Реферат 6. реформы государственного управления
Реферат Обучение в московской школе (english)
Реферат Славянский месяцеслов и народные приметы
Реферат International Student Assessment, pisa, проводимого oecd начиная с 2000 г один раз в три года среди 15-летних школьников стран членов этой организации, и ряда других стран. Pisa независимая программа
Реферат Стихотворение С.А.Есенина Запели тесаные дроги... Восприятие, истолкование, оценка.
Реферат Ефективність функціонування особистих селянських господарств в ринкових умовах
Реферат Соционический подход к повышению эффективности учебно-воспитательной деятельности педагога, школьного психолога
Реферат Заходи щодо оптимізації формування та використання прибутку Херсонського нафтопереробного заводу