Language
Country/Area
No result found
Загадочная история жизни нештатных хромосом: как они формируются в биологическом мире?
В диких популяциях различных животных, растений и грибов, помимо нормальных кариотипов, существуют еще В-хромосомы (также известные как суперхромосомы). Эти хромосомы не имеют существенного значения для жизни вида и у некоторых особей полностью отсутствуют. Следовательно, определенная популяция может содержать разное количество В-хромосом, демонстрируя такие вариации, как 0, 1, 2, 3 и т. д. Эти В-хромосомы отличаются от маркерных хромосом или дополнительных копий нормальных хромосом, и их формирование и эволюция остаются загадкой.
"Сверхкомплектные хромосомы можно рассматривать как особую категорию генетических полиморфизмов. Из-за различных механизмов накопления эти хромосомы не подчиняются обычным менделевским законам наследования."
Эволюционное происхождение этого типа хромосом до сих пор неясно, но предполагается, что он может происходить из гетерохроматической части нормальных хромосом. На примере секвенирования генов нового поколения было обнаружено, что В-хромосома ржи на самом деле представляет собой слияние А-хромосомы ржи. Также было подтверждено, что B-хромосома некоторых африканских цихлид (Haplochromis latifasciatus) возникла в результате рекомбинации нормальной А-хромосомы.
Хотя большинство В-хромосом в основном гетерохроматиновые, то есть имеют ограниченные кодирующие функции, некоторые из них содержат значительные эухромосомные сегменты, например, В-хромосома кукурузы. Кроме того, существует разнообразие функций В-хромосом. В некоторых случаях они могут действовать как эгоистичные генетические элементы, но они также могут давать положительные преимущества в адаптации к окружающей среде. Например, британский кузнечик (Myrmeleotettix maculatus) обладает двумя типами структурных В-хромосом. Когда они появляются в засушливых тропических условиях, их численность значительно увеличивается, но во влажных и холодных условиях они встречаются относительно редко. Это также иллюстрирует корреляцию между нештатными хромосомами и конкретными средами обитания.
«В настоящее время известно, что дополнительные хромосомы будут иметь неблагоприятные последствия во время размножения пыльцы, но в определенных условиях также распространены и полезные эффекты».
В мире грибов хромосомное разнообразие широко распространено. Даже разные изоляты одного и того же вида часто имеют разное число хромосом, и эти дополнительные хромосомы не нужны для нормального роста в культуре. Поэтому нештатные хромосомы называют условно ненужными хромосомами, поскольку они могут давать селективное преимущество в определенных условиях. Хотя эти дополнительные хромосомы не несут генов, необходимых для основного роста, они могут иметь некоторое функциональное значение.
«Например, дополнительные хромосомы возбудителя гороха Haematonectria haematococca несут гены, важные для его патогенности».
Обнаружено, что ДНК в этой дополнительной хромосоме кодирует группу ферментов, которые метаболизируют токсины, выделяемые иммунной системой растений. Грибковый патоген Zymoseptoria tritici, поражающий пшеницу, имеет до восьми запасных хромосом, что является самым высоким числом нештатных хромосом, когда-либо наблюдавшихся у гриба.
В царстве растений В-хромосомы являются важным отражением генетического разнообразия, и эти дополнительные хромосомы обычно наблюдаются у естественно опыляемых видов цветковых растений. В-хромосомы встречаются в разных формах у разных видов, и их количество варьируется у представителей одной и той же группы растений. Например, сестринские виды Aegilops speltoides и Aegilops mutica обладают копиями B-хромосомы в надземных тканях, но лишены этих дополнительных хромосом в корнях. В-хромосома растений существенно отличается от нормальных хромосом по морфологической структуре и размерам и обычно «негомологична и меньше самой маленькой А-хромосомы».
По мере углубления исследований ученые все больше углубляют понимание механизма формирования и эволюционного процесса В-хромосом, но какую роль они играют в биологическом мире?
