染色體畸變的兩種假說及應用的概念相信有許多人都不太了解,接下來醫(yī)學教育網小編為大家解答相關問題,希望可以給大家提供幫助。
接下來讓我們來了解一下什么是染色體畸變。
每種生物的染色體數目與結構是相對恒定的,但在自然條件或人工因素的影響下,染色體可能發(fā)生數目與結構的變化,從而導致生物的變異。染色體畸變包括染色體數目變異和染色體結構變異。
其兩種假說如下:
斷裂-重接假說
由L.J.斯塔德勒于1931年提出。另一種是互換假說,由S.H.雷維爾于1959年提出。 斷裂-重接假說認為導致染色體結構改變的原發(fā)損傷是斷裂。這種斷裂可以自發(fā)地產生,也可以是誘變因子作用的結果。斷裂的后果不外是以下三種:①絕大多數斷裂(90——99%)通過修復過程在原處重新連接(愈合)以致在細胞學上無法予以辨認。②不同斷裂處的重新連接稱為重接,重接使染色體發(fā)生結構變化,所以大多能被發(fā)現。③斷裂端依然游離著,成為染色體結構的一種穩(wěn)定狀態(tài),例如末端部分缺失。
互換假說
認為導致染色體結構畸變的根本原因是染色體上具有不穩(wěn)定部位,所有結構畸變都是兩個靠得很近的不穩(wěn)定部位之間互換的結果?;Q的發(fā)生可以分為兩個階段:第一階段是不穩(wěn)定部位斷裂后繼發(fā)的較穩(wěn)定狀態(tài),稱為互換起始。第二階段是機械的互換和連接過程。如果兩個原發(fā)的損傷不能相互作用,這些損傷就可以被修復。
其應用如下:
染色體結構或數目的改變,可自發(fā)產生或誘發(fā)產生。染色體畸變一般指染色體的 較大范圍的結構改變,在光學顯微鏡下可以識別。原核生物中的染色體結構改變雖然在光學顯微鏡下不能分辨,可是在電子顯微鏡下卻能看到和真核生物相似的畸變雜合體圖像。
染色體畸變的研究可以用來揭示染色體結構改變的規(guī)律和機制;可以用來繪制細胞學圖;可以用來探討物種形成機制;在行為遺傳學研究中可以用來獲得嵌合體;可以用作檢測環(huán)境中的誘變和致癌物質的指標;可以用作人類染色體病診斷和預防的依據;并可以用來培育優(yōu)良的動植物品種。
許多化學物能誘發(fā)染色體畸變,但這些化學物所造成的DNA損傷只在通過DNA復制階段后,才轉變?yōu)槿旧w畸變而顯示出來。如果在細胞周期的其他階段接觸化學物,則所引起的損傷由于在進入細胞分裂之前已得到修復,也就無法再檢出染色體畸變。與染色體畸變分析方法相比較,姊妹染色單體互換(簡稱SCE)頻率的測定更為精確,已被廣泛地應用于監(jiān)測環(huán)境中的誘變劑和致癌劑(見毒理遺傳學)。
染色體畸變的研究也被應用于人類染色體病的診斷(包括產前診斷)和染色體病發(fā)生原因的探討。例如隨著母親年齡的增長,21三體綜合征的患兒出生率升高。可見在年齡較大的女性的生殖細胞形成過程中染色體不離開的發(fā)生率明顯增高,這和卵巢功能的衰退有關。
染色體畸變也被廣泛應用于動植物新品種的培育中。在同源多倍體的利用方面可 以用無籽西瓜作為例子(見染色體倍性)。在異源多倍體方面,中國遺傳學家鮑文奎等培育出了小黑麥。運用單倍體育種方法也能培育優(yōu)良的作物品種。例如中國用花藥培養(yǎng)結合染色體加倍技術培育了煙草和小麥品種。此外,利用染色體結構變異也能培育出新的品種。例如雄蠶的性染色體是ZZ,雌蠶的性染色體是ZW。通過誘發(fā)染色體易位可以將常染色體上帶有有關卵色基因的片段易位到W染色體上。這樣的ZW卵可以和不帶這一卵色基因的ZZ卵相區(qū)別,就能簡便地區(qū)分卵的雌雄性別,及早地淘汰雌卵,從而提高蠶絲的產量和質量。
染色體畸變的研究也被應用于基因定位工作。例如從小麥的21種不同的單體可以得到21種不同的缺體。如果在小麥中發(fā)現了一個新的隱性突變基因,就可以把這種突變體和21種缺體雜交,根據雜交子代的性狀比率判斷這一基因所屬的染色體。利用各種染色體臂缺失的品系還能進行基因位置的測定(見基因定位)。
染色體畸變的機理迄今仍然不很清楚。數目的改變盡管可歸結于染色體的不分離,但哪些因素導致不分離,為什么發(fā)生不分離還不很了解。解釋染色體結構改變的兩種假說也不能說明一些事實。例如按照互換假說,就是簡單的末端缺失也應是互換的產物,可是新近運用SCE技術揭示在未見到 SCE的情況下也照樣會出現末端缺失。又如為什么染色體的斷裂、缺失總是容易發(fā)生在某幾個染色體的特定部位等,也都有待于進一步研究。
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