Работы школы Серебровского по ступенчатому аллелизму. Функциональный тест на аллелизм (цис-транс-тест)

А. С. Серебровский и его молодые сотрудники доказали протяженность и сложную структуру гена в работах по исследо­ванию так назывемого ступенчатого аллеломорфизма. Явление это было открыто при изучении локуса sc — ас (scute — achaete), который контролирует развитие щетинок у D. melanogaster. Его мутации приводят к редукции щетинок, а также к некото­рым дополнительным фенотипическим эффектам. Разные му-тантные аллели приводят к различающимся изменениям фенотипа.

Оказалось, что независимо возникшие мутации в локусе sc — ас, полученные под действием Х-лучей, вступают в сложные отношения аллелизма. Две аллели могут иметь как сходство, так и различия в фенотипическом проявлении: в редукции оп­ределенных щетинок. При объединении независимо возникших мутантных аллелей в компаунде обычно редуцировались лишь те щетинки, которые были утрачены у обоих родителей. При графи­ческом изображении взаимодействия нескольких пар аллеломор­фов в компаундах получалось нечто вроде лестницы, ступенями которой служили отдельные аллели. Это явление и получило наи­менование ступенчатого аллеломорфизма. На основе исследования ступенчатого аллеломорфизма удалось построить линейный план гена sc — ас (рис. 15.2). Кроме того, Н. П. Дубининым был сделан вывод о том, что ген sc — ас состоит из более мелких элементов— центров. Предполагалось, что в случае мутирования изменяется не весь ген, а лишь некоторые его центры.
Механизм ступенчатого аллелизма до сих nopjge расшифро-.ван^Тем не менее исследование в 1929—1933 гг. локуса 'ТхГ^ас у D. melanogaster, показавшее, что ген не является единицей мута­ции, было первым прорывом в область сложной структуры гена, которая определилась лишь к середине 50-х годов.

ЦИС-ТРАНС-ТЕСТ

(лат. cis — по эту сторону, trans — через, за пределами и англ. test — испытание), метод генетич. анализа, позволяющий определить принадлежность двух рецессивных мутаций, имеющих сходное фенотипич. проявление, к одному или разным генам. Предложен Э. Льюисом в 1951. В основе Ц.-т.-т. лежат представления о гене как единице функции. Состоит из двух тестов — транс-теста и цис-теста (последний используют редко). Транс-тест (тест на комплементарность, функциональный тест на аллелизм) заключается в получении гибридов (гетерокарионов), у к-рых две исследуемые мутации находятся на разных гомологичных хромосомах (транс-положение), и анализе их фенотипа. Если обе мутации действуют на разные независимые функции (затрагивают два разных гена), то такой гибрид имеет дикий фенотип, т. к. образуется ди-гетерозигота, в к-рой нормальные аллели доминируют над мутантными. Если исследуемые мутации действуют на одну и ту же функцию (повреждают один и тот же ген), то гибрид должен иметь мутантный фенотип. Этот простой функц. критерий аллелизма, предложенный в 20-х гг. Т. Морганом, усложняется в случаях межгенной некомплементар-ности и межаллельной комплементации. Цис-тест заключается в получении гибридов (гетерокарионов), у к-рых обе исследуемые мутации привнесены одним из родителей, тогда как в хромосомах других содержатся нормальные аллели. Очевидно, что гибриды с цис-положением мутаций должны иметь фенотип дикого типа независимо от того, относятся ли исследуемые мутации к одному или разным генам. Это одна из причин редкого использования цис-теста. Др. причина — трудность получения цис-положения мутаций в случае их тесного сцепления. Однако этот тест совершенно необходим для выявления цис-доминантных мутаций в оперонах. С. Бензер (в 1957) предложил назвать генетич. единицу функции, выявляемую с помощью Ц.-т.-т., цистроном. Термин «цистрон», являющийся синонимом термина «ген», используют в лит-ре редко.

Цис-транс-тест (горизонтальные линии — участки хромосом, вертикальные штрихи — границы генов, звёздочки — мутации)