Интерференция

Так же, как в рассмотренном случае, сумма меньших частот рекомбинации (генетических расстояний) чаще всего превышает частоту рекомбинации между наиболее удаленными друг от друга маркерами. Это объясняется тем, что между любыми двумя сцеп­ленными генами возможен не только одиночный, но и двойной (а также множественный) кроссинговер, что приводит к сокраще­нию регистрируемой частоты кроссинговера. Действительно, если бы в рассмотренном примере (рис. 5.12) между генами b и vg не было бы маркера рr, то b (pr⁺) vg и b⁺ (pr) vg⁺ воспринимались бы как некроссоверные состояния b vg и b⁺ vg⁺. Таким образом, двой­ные обмены сокращают регистрируемое расстояние между генами. Вместе с тем между обменами на соседних участках хромосом существует взаимовлияние, названное интерференцией. Такое взаимовлияние можно выразить количественно. Для этого сопос­тавляют реально наблюдаемую частоту двойных обменов с часто­той, теоретически ожидаемой на основе предположения о том, что обмены на соседних участках происходят независимо друг от друга. Степень и характер интерференции измеряется величиной коинци-денции (С). Коинциденцию оценивают как частное от деления реально наблюдаемой частоты двойных кроссоверов на теоретиче­ски ожидаемую частоту двойных кроссоверов. Последнюю вели­чину получают, перемножая частоты кроссинговера на соседних участках.

Вычислим коинциденцию на конкретном примере, пользуясь данными Т. X. Моргана и А. Стертаванта, которые при тригибридном скрещивании изучали-рекомбинацию между генами у, w и m,

локализованными в Х-хромосоме D. melanogaster. Фенотипическое проявление генов у и w уже описывалось. Рецессивная аллель гена m приводит к уменьшению размера крыльев. Частота реком­бинации между у и w 1,3 %, а между w и т 32,6 %. Двойные рекомбинанты по у — w — т наблюдались с частотой 0,045 %.

C(коинциденция)=двойные кроссоверы/произведение недвойн.кроссоверов Величину интерференции (/) определяют по формуле I= 1 — С.

Если С < 1, то интерференция положительная, т. е. одиночный обмен препятствует обмену на соседнем участке хромосомы. Если С>1, то интерференция отрицательная, т.е. один обмен как бы стимулирует дополнительные обмены на соседних участках. В действительности существует только положительная интерфе­ренция при реципрокной рекомбинации — кроссинговере, а кажу­щееся неслучайным совпадение двух и более обменов, характерное для очень коротких расстояний, — результат нереципрокных со­бытий при рекомбинации

Таким образом, при картировании генов в группах сцепления на основе изучения частот рекомбинации необходимо учитывать две противоположные тенденции. Двойные обмены «сокращают» расстояния между генами, а интерференция препятствует множест­венным обменам, вероятность которых увеличивается с расстоя­нием. Как показал для дро-зофилы Г. Меллер, на больших расстояниях (око­ло 35% рекомбинации) интерференция исчезает. Следовательно, наиболее точные данные о частоте кроссинговера можно по­лучить только на достаточ­но коротких расстоя­ниях — приблизительно до 10 сМ.

В обобщенном виде за­висимость частоты реком­бинации от реального рас­стояния с учетом мно­жественных обменов опи­сывает функция Дж. Хол-дэйна: rf(d)=0.5(1-e^-2d)

где rf — картирующая функция (в нашем случае — это частота учитываемых кроссинговеров), d — реальное расстояние, на кото­ром происходят обмены, е — основание натурального логарифма. Функция Холдэйна показывает, что с увеличением расстояния rf приближается к 0,5. Реально это означает, что между генами, расположенными далеко друг от друга, выявляется около 50 единиц рекомбинации. Такую же частоту рекомбинации де­монстрируют и гены, находящиеся в разных хромосомах. практически невозможно уловить сцепления между столь удаленными друг от друга генами. Эти гены, хотя и сцеплены физически, находясь в одной хромосоме, будут наследоваться независимо.

.Как теперь хорошо известно, некоторые гены, контролирующие 7 признаков гороха, исследованные Г. Менделем, сцеплены, однако расположены на большом расстоянии друг от друга. В частности, гены а (окраска цветков и семенной кожуры) и i(окраска семян) принадлежат к одной и той же группе сцепления, но расстояние между ними около 200 сМ. В опытах Менделя эти гены наследовались независимо. При скрещивании: AAII X aaii в F₂ было получено расщепление 357 А — I — : 132 А — ii: 116 ааI — : :34aaii, которое хорошо соответствует теоретически ожидаемому при независимом наследовании (360:120:120:40; X² = 2,258; р>0,05) (см. гл. 2.2). стояния rf приближается к 0,5.