Библиотечный каталог авторефератов Украины

АНАЛІЗ І УЗАГАЛЬНЕННЯ РЕЗУЛЬТАТІВ ДОСЛІДЖЕНЬ

Результати роботи свідчать, що структурні і функціональні зміни генотипів, які відбуваються в онтогенезі та філогенезі, – такі як старіння, мутагенез, гібридизація, впровадження в генотип стороннього генетичного матеріалу, – можуть істотно впливати на генний баланс і пристосованість організмів. Отримана нова інформація про плейотропну взаємодію мутантних генів b, cn і vg за становлення компонентів пристосованості у мух різного віку, що несуть ці мутації у різних поєднаннях. Вперше на прикладі подвійних і потрійних мутантів дрозофіли досліджена взаємодія генів b, cn і vg, а також генів локуса АДГ у визначенні рівня пристосованості цих генотипів. Встановлено, що сумісне знаходження мутацій у генотипі призводить як до підсилення, так і до ослаблення їх сумарного несприятливого впливу на окремі складові пристосованості. Сумарний ефект маркерних мутацій залежить від віку мух, структурних особливостей генотипу та інших причин.

Досліди на потрійних мутантах b cn vg  показали, що старіння мух і штучне втручання в їх генотип (насичуючі схрещування, заміщення хромосоми 1) можуть підвищувати активність АДГ i частоту рекомбiнацiй на дiлянцi b - cn - vg хромосоми 2. Разом із тим чітка взаємозалежність між окремими компонентами пристосованості, частотою кросинговеру і функцією ген-ензимної системи АДГ в наших дослідах виявлялася не завжди. Впливи мутацій, старіння і штучних модифікацій генотипу на окремі складові пристосованості в конкретних умовах досліду були різними по силі і неоднозначними по спрямованості змін досліджуваних показників.

Варто уваги, що старіння і структурні модифікації генотипів (наявність маркерних мутацій, насичуючі схрещування, заміщення хромосом) часто призводять до однотипних змін окремих компонентів пристосованості, активності АДГ і рекомбінаційного процесу. В цих окремих випадках фенологічні показники пристосованості, як правило, погіршуються, а активність АДГ і частота кросинговеру зростають. Цей результат узгоджується з існуючими теоріями старіння, які пов’язують цей процес з накопиченням у клітині мутацій, інтенсивним перекисним окисненням макромолекул, зниженням репаративних процесів, маргінотомією хромосом і т.п. Не виключено, що в основі зменшення пристосованості генотипів, виникаючого за процесів старіння, мутування і  штучних модифікацій їх структури, лежать досить схожі механізми. Однак повного паралелізму в змінах показників, досліджуваних у старих мух і у мух з модифікованими генотипами, не спостерігається. Деякі компоненти пристосованості (плодючість, тривалість життя в умовах голодування, виживаність за гіпертермії) у мутантів b cn vg  після насичення їх генотипу генами мух  C - S  або заміщення хромосоми 1 на хромосому дикого типу не змінювались або навіть поліпшувалися до рівня показників лінії C - S, в той час як старіння завжди супроводжувалося погіршенням цих компонентів пристосованості. Таким чином, генетичний матеріал мух C - S, внесений в генотип мутанта b cn vg, виявляв позитивний вплив на деякі показники пристосованості мутанта, в той час як старіння особин, особливо тих, що несуть маркерні мутації, неухильно супроводжується зниженням всіх складових пристосованості.

Той факт, що мутації, старіння і штучні втручання в структуру генотипів часто можуть однотипно впливати на окремі показники пристосованості, а також на функцію структурних генів і рекомбінаційний процес, слід враховувати за створення нових генотипів шляхом аутбридингу, генноінженерними методами, а також за розробки генетичних теорій розвитку і старіння.

ВИСНОВКИ

1. Пристосованість мух ліній C - S, b, cn, vg, b cn, cn vg i b cn vg , яку визначали за плодючістю, тривалістю життя, стійкістю до екстремальних чинників та іншими показниками, варіює в залежності від лінії, віку і (меншою мірою) від статі особин. Серед досліджуваних мух максимальна пристосованість  властива  мухам  C - S;  найнижчий рівень пристосованості виявлено у мух vg i b cn vg.
2. В міру старіння мух пристосованість їх падає, особливо інтенсивно за наявності в генотипі мутантних генів. Максимальну негативну дію на пристосованість старих мух виявляє маркерний ген vg.
3. У молодому віці подвійні (b cn, cn vg ) і потрійні (b cn vg ) мутанти значеннями окремих компонентів пристосованості не поступаються одинарним мутантам b, cn i vg. У мутантів cn vg i  b cn vg плодючість і виживаність в умовах гіпертермії виявилися більш високими, ніж у одинарного мутанта vg. Ці факти свідчать про супресорну дію гена cn на окремі прояви плейотропності генів vg i b.
4. Насичення генотипу мух b cn vg генами лінії C - S або заміщення хромосоми 1 потрійного мутанта на аналогічну хромосому мух C - S дещо поліпшує окремі показники пристосованості, однак не виявляє істотного впливу на плодючість мух.
5. Частота кросинговеру на ділянці b - cn - vg істотно зростає за старіння мух, а також за штучних модифікацій генотипів. Частота кросоверів на ділянці b - cn при цьому зростає більш істотно, ніж на ділянці cn - vg.
6. У старих мух  C - S  i  b cn vg , а також у мух із штучно модифікованими генотипами спостерігається більш висока активність АДГ, ніж у молодих мух лінії C - S. Чітка залежність між функціональним станом ген-ензимної системи АДГ та іншими показниками пристосованості у досліджуваних мух виявляється не завжди.
7. Маркерні мутації, штучні модифікації генотипів і процес старіння мух часто призводять до однаково спрямованих зрушень показників пристосованості, експресії локуса Adh і рекомбінаційної активності, що може бути наслідком однотипних порушень генного балансу.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ

           Науковi статтi

1. Алшибли Нассер Мухамед, Хаустова Н.Д., Тоцкий В.Н. Частота рекомбинаций на участке          b - cn - vg  хромосомы 2 Drosophila melanogaster в зависимости от генотипа и возраста мух // Вiсник Одеського нацiонального унiверситету. – 2001. – T. 6. – Вип.1. –  C. 45 – 50.

2. Алшибли Насер Мухамед, Хаустова Н.Д., Тоцкий В.Н. Приспособленность линий Drosophila melanogaster, мутантных по генам b, cn и vg // Вiсник Одеського нацiонального унiверситету. – 2002. – T. 7. – Вип.1. –   C. 63 – 68.

3. Тоцкий В.Н., Хаустова Н.Д., Алшибли Н.М., Сечняк А.Л. Генетико-биохимические механизмы онтогенетической и филогенетической адаптации // Цитология и генетика. – 2002. – Т. 36. – № 3. – С. 69 – 75.

4. Хаустова Н.Д., Алшибли Насер, Тоцкий В.Н., Блажнова Е.В. Частота рекомбинаций как показатель генного баланса и приспособленности дрозофилы // Вiсник Одеського нацiонального унiверситету. – 2003. – T. 8. –  Вип. 1. – C. 86 – 92.

Тези доповiдей на наукових конференцiях i симпозiумах

5. Хаустова Н.Д., Тоцкий В.Н., Нассер Мохамед Аль-Шибли. Возрастные особенности приспособленности и кроссинговера у мутантов дрозофилы с замещенным генотипом // 1V Междунар. симпоз. Биологические механизмы старения (Харьков, 24 – 27 мая 2000). Тез. докл. – Харьков, 2000. – С. 52.

6. Alshibly N.M., Blaznova E.V. Recombination frequency and adaptation of   b cn vg Drosophila melanogaster mutants at the change of their genotype // Conference for students, PhD students and young scientists on molecular biology and genetics {September 20 – 22, 2001, Kyiv, Ukraine}. – 2001. –  P. 1.

7. Хаустова Н.Д., Тоцкий В.Н., Алшибли Н.М., Блажнова Е.В., Стрельцова Н.А. Ген-энзимная система АДГ в онтогенезе Drosophila melanogaster // V Междунар. симпоз. Биологические механизмы старения (Харьков, 30 мая – 1 июня 2002). Тез. докл. – Харьков, 2002. – С. 60 – 61.

8. Алшибли Н.М., Хаустова Н.Д., Сулакова М.П., Ясинская Н.П., Гнядая Е.В., Растихина Л.А. Возрастные особенности приспособленности дрозофилы // V Междунар. симпоз. Биологические механизмы старения (Харьков, 30 мая – 1 июня 2002). Тез. докл. – Харьков, 2002. – С. 69 – 70.

Нассер Мох`д Юсеф Ал-Шиблi. Пристосованiсть i частота кросинговеру у мутантiв Drosophila melanogaster залежно  вiд вiку та штучних перебудов генотипу. - Рукопис.

Дисертацiя на здобуття наукового ступеня кандидата бiологiчних наук, 03.00.15 – генетика. Селекцiйно-генетичний iнститут – Нацiональний центр насiннєзнавства та сортовивчення УААН, 2003 р.

Отримано данi про стан компонентiв пристосованостi у рiзних мутантних лiнiй Drosophila melanogaster, про частоту кросинговеру на дiлянцi b - cn - vg i експресивнiсть локуса Adh залежно вiд вiку мух, умов їх утримання i штучно здiйснених перебудов генотипу. Показано, що вiковi змiни компонентiв пристосованостi у дослiджуваних носiїв мутантних генiв бiльш значнi, нiж у мух дикого типу C - S. Встановлено, що насичення генотипу мутанта b cn vg генами мух C - S або замiщення його хромосоми 1 на гомологiчну хромосому мух C - S супроводжується пiдвищенням частоти кросинговеру на дiлянцi b - cn - vg. При цьому частота кросинговеру за штучних змiн генотипу зростає головним чином на дiлянцi b - cn, але не змiнюється на дiлянцi cn - vg. Отримано докази наявностi в генотипi мух лiнiї C - S генiв, здатних полiпшувати показники компонентiв пристосованостi у мутантiв b cn vg. Встановлена певна подiбнiсть у спрямованостi змiн окремих дослiджуваних показникiв (плодючостi, активностi АДГ, кросинговеру) у мутантiв b cn vg  за їх старiння та штучних перебудов генотипу.

Ключовi слова: дрозофiла, генотип, компоненти пристосованостi, вiк, кросинговер, ген-ензимна система АДГ, мутацiї.

Нассер Мох’д Юсеф Ал-Шибли. Приспособленность и частота кроссинговера у мутантов Drosоphila melanogaster в зависимости от возраста и искусственных перестроек генотипа. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук, 03.00.15 – генетика. Селекционно-генетический институт – Национальный центр семеноводства и сортоизучения УААН, 2003 г.

Изучено состояние компонентов приспособленности у разных мутантных линий Drosоphila melanogaster и у мух дикого типа  C - S, исследована экспрессивность локуса Adh и частота кроссинговера на участке b - cn - vg  в зависимости от возраста мух, условий их содержания и осуществленных перестроек генотипа. Показано, что участки b - cn и cn - vg, равноценные по размерам на генетической карте хромосомы 2 дрозофилы, обладают разной рекомбинационной активностью в условиях опытов. Прицентромерный участок b - cn характеризуется пониженной частотой кроссинговера по сравнению с участком cn - vg. Установлено, что приспособленность, определяемая по плодовитости, продолжительности жизни и устойчивости к экстремальным факторам, варьирует у исследованных линий мух в зависимости от генотипа и возраста особей. Обнаружено, что тройные мутанты b cn vg  уступают мухам дикого типа по всем исследованным  показателям приспособленности и выявляют при этом более высокую активность АДГ в течение онтогенеза. Возрастные изменения  компонентов приспособленности у исследованных носителей мутантных генов более значительны, чем у мух дикого типа C - S.

Контрастные по показателям приспособленности и экспрессивности локуса Adh линии        C - S и b cn vg использованы в качестве исходных для получения синтезированных генотипов                       b cn vg (C - S)  и b cn vg (1 C - S). Отличающиеся высокой приспособленностью мухи дикого типа служили донорами, а низко приспособленные тройные мутанты – реципиентами генов и                Х-хромосом соответственно при насыщающих скрещиваниях и замещениях хромосом.

Установлено, что искусственное объединение в генотипе хромосом и генов разного происхождения существенно влияет на адаптивный потенциал особей. Оказалось, что перестройки генотипа у мух b cn vg как путем его насыщения генами дикого типа, так и замещением хромосомы 1, приводит к повышению частоты кроссинговера между генами b и cn. Частота кроссинговера на участке cn - vg при этом остается неизменной. Повышение рекомбинационной активности у тройных мутантов с модифицированными генотипами сочетается с увеличением их приспособленности, определяемой по большинству показателей, за исключением плодовитости. Так, например, при насыщении генотипа мутантов b cn vg генами мух дикого типа удлиняются сроки их жизни, а замещение хромосомы 1 на соответствующую “дикую” хромосому приводит к увеличению теплоустойчивости особей. В обоих случаях возрастает также устойчивость к голоданию до уровня этого показателя у мух дикого типа. Выявлено определенное сходство в направленности изменений отдельных изученных показателей (плодовитости, частоты кроссинговера и активности АДГ), наблюдаемых у мутантов b cn vg при их старении и искусственных изменениях генотипа.

Ключевые слова: дрозофила, генотип, компоненты приспособленности, возраст, кроссинговер, ген-энзимная система АДГ, мутации.

Nasser Moh`d Usef Al-Shibly. Fitness and crossing over frequency of the mutants Drosophila melanogaster in dependance upon age and artificial reorganizations of a genotype. – Manuscript.

Athesis on competition for the scientific degree of the candidate of biological sciences, 03.00.15 – Genetic. Plant breeding & genetics institute – National center of seed and cuitivar investigation, UААS, 2003.

It was determined that saturation of the mutant genotype b cn vg  by the genes of flies C - S or the displacement of its chromosome 1 on a homologous chromosome of flies C - S leads to increasing of frequency of a crossing over on the field  b - cn - vg.  Thus the frequency of the crossing over at the artificial changes of the genotype increases on the field b - cn, but does not change on the field cn - vg.

It is shown that the age changes of the fitness components for the investigated bearers of mutant genes are more significant than for flies of wild type C - S. The proofs of availability in the genotype of flies of the line C - S genes which are capable to improve the parameters of fitness components for the mutants b cn vg are obtained. The state of fitness components for different mutant lines D. melanogaster, frequency of the crossing over on the field b - cn - vg  and expressivity of the locus Adh depending upon age of flies, conditions of their keeping and carried out modification of the genotype are studied. The definite resemblance in the trend of changes of the separate studied parameters (fertility, frequency of a crossing over and activity of Adh), observed for the mutants b cn vg is determined at their aging and artificial change of their genotype.

Keywords: Drosophila, the genotype, fitness components, age, crossing over, the gene-enzyme system Adh, mutations.