Инверсия в биологии, изменение структуры хромосомы , вызванное поворотом на 180° одного из внутренних её участков. Подобная хромосомная перестройка - следствие двух одновременных разрывов в одной хромосоме.

  • - см. Подобие...
  • - фундаментальное свойство живых организмов, выражающееся в их способности, преодолевая или используя внешние воздействия для реализации своих потребностей, целесообразно реагировать на факторы внешней среды...

    Большой медицинский словарь

  • - см. Стигмы...

    Большой медицинский словарь

  • - свойство сыворотки крови лишать некоторых бактерий подвижности и в то же время скучивать их в комки различной величины. Это свойство зависит, как предполагают, от присутствия в крови особых веществ - агглютининов...

    Энциклопедический словарь Брокгауза и Евфрона

  • - Аборигены в биологии, то же, что автохтоны...
  • - внешнее сходство организмов разных систематических групп, а также органов или их частей, происходящих из различных исходных зачатков и имеющих неодинаковое строение...

    Большая Советская энциклопедия

    Большая Советская энциклопедия

  • - Асимметрия в биологии, отсутствие или нарушение закономерного расположения сходных частей тела относительно определённой точки, оси или плоскости...

    Большая Советская энциклопедия

  • - Вид, основная структурная единица в системе живых организмов, качественный этап их эволюции...

    Большая Советская энциклопедия

  • - Градиент в биологии, закономерное количественное изменение морфологических или функциональных, в том числе и биохимических, свойств вдоль одной из осей тела организма на любой стадии его развития...

    Большая Советская энциклопедия

  • - Деградация в биологии, упрощение строения и функции животных или растений под влиянием изменившихся условий существования...

    Большая Советская энциклопедия

  • - Дивергенция в биологии, расхождение признаков организмов в ходе эволюции...

    Большая Советская энциклопедия

  • - Диссимиляция в биологии, противоположная ассимиляции сторона обмена веществ, заключающаяся в разрушении органических соединений с превращением белков, нуклеиновых кислот, жиров, углеводов в простые вещества...

    Большая Советская энциклопедия

  • - Ингибиторы в биологии, природные и синтетические вещества, угнетающие активность ферментов; различаются по характеру действия, специфичности и др. свойствам...

    Большая Советская энциклопедия

  • - Интерференция, 1) в биологии - влияние перекреста гомологичных хромосом в одном участке на появление новых перекрестов в близлежащих к нему участках...

    Большая Советская энциклопедия

  • - Тип в биологии, 1) высшая таксономическая категория в систематике животных, объединяющая родственные классы...

    Большая Советская энциклопедия

"Инверсия (в биологии)" в книгах

Новая инверсия

Из книги Россия: критика исторического опыта. Том1 автора Ахиезер Александр Самойлович

Новая инверсия Банкротство позднего умеренного авторитаризма означало, что вялая инверсия, попытка общества преодолеть инерцию истории, найти альтернативу за рамками исторически сложившихся циклов оказалась неудачной. Обществу не хватило массовой критической

5. Магическая инверсия

Из книги автора

5. Магическая инверсия 1. При определённых обстоятельствах, достижение успеха в Магической Операции может во многом зависеть от способности Мага по своей Воле изменять имеющийся у него Образ Мира.2. В той мере, в какой Маг работает не с Действительностью как таковой, а со

VI. Ультрапарадоксальная инверсия

Из книги О начале человеческой истории (Проблемы палеопсихологии) [изд. 1974, сокр.] автора Поршнев Борис Фёдорович

VI. Ультрапарадоксальная инверсия Сам факт наличия реципрокных центров в механизме функционирования центральной нервной системы не нов: его установил Н. Е. Введенский, детально исследовал на спинномозговом уровне Ч. Шеррингтон, позже в плане проблемы внутреннего

9.5. Инверсия и человек

Из книги автора

9.5. Инверсия и человек За время жизни человека на Земле магнитные полюса менялись не раз. И вот что оказалось. Когда меняются магнитные полюса на Земле, то в то же время наблюдаются и изменения наследственных свойств у человека. Случайно ли здесь совпадение этих фактов или

Что такое инверсия?

Из книги Кто есть кто в мире искусства автора Ситников Виталий Павлович

Что такое инверсия? На этот вопрос легче ответить англичанину, чем русскому: в английском языке инверсия - важнейший синтаксический прием, позволяющий из повествовательного предложения, в котором рассказывается о чем-то, сделать вопросительное. Если ты изучал

Что такое инверсия?

Из книги Мир вокруг нас автора Ситников Виталий Павлович

Что такое инверсия? На этот вопрос легче ответить англичанину, чем русскому: в английском языке инверсия – важнейший синтаксический прием, позволяющий из повествовательного предложения, в котором рассказывается о чем-то, сделать вопросительное.Обычно различают прямой

Инверсия (в биологии)

Из книги Большая Советская Энциклопедия (ИН) автора БСЭ

ИНВЕРСИЯ

Из книги Новейший философский словарь автора Грицанов Александр Алексеевич

ИНВЕРСИЯ (лат. inversio - переворачивание, перестановка) - в психологии процесс и результат нарушения нормального порядка и последовательности элементов, их перестановка или замена вплоть до противоположных. Феномен И. распространяется на мотивы, установки, желания, реакции,

Инверсия – I

автора Ананда Атма

Инверсия – I Данная часть комплекса состоит из классической триады асан, основанных на положении стойки на плечах, с добавлением вариаций и необходимых контр-поз. К ним относятся Халасана («плуг»), Сарвангасана («свечка» или «березка»), Випарита-Карани-Мудра. Каждую

Инверсия – II

Из книги ИИИ-йога. Интенсивная Инверсия и Интроверсия автора Ананда Атма

Инверсия – II Данная часть последовательности основывается на стойках на голове (Ширшасана) с разными типами опоры руками в качестве строго вертикальной инверсии. Далее она компенсируется упрочением горизонтали посредством самой сильной «позы павлина», где тело

Инверсия – III

Из книги ИИИ-йога. Интенсивная Инверсия и Интроверсия автора Ананда Атма

Инверсия – III Наконец, мы переходим к той части комплекса, где инверсия и интровертность в равной мере доводятся до своего максимума. Итак, мы возвращаемся к превернутым асанам в стойке на плечах (часть 1), но дополняем закрытие горла перекрытием нижней части при помощи

А. Инверсия

Из книги Таинство девственности [сборник] автора Фрейд Зигмунд

А. Инверсия Поведение инвертированныхЭти лица ведут себя в разных ситуациях различно.А) Они абсолютно инвертированы, т. е. их сексуальный объект может быть только одного с ними пола, и противоположный пол никогда не может у них быть предметом полового желания, а оставляет

«Инверсия».

Из книги Всемогущий разум или простые и эффективные техники самооздоровления автора Васютин Александр Михайлович

«Инверсия». Если надо снять головную боль:а) Представь себе головную боль в виде черной птицы, бьющейся внутри головы и пытающейся выбраться наружу. Поменяй ее цвет на белый, а свою голову представь в виде золотой клетки. Открой дверцу! выпусти птицу на волю!б) Осознай

(А) Инверсия

Из книги Большая книга психоанализа. Введение в психоанализ. Лекции. Три очерка по теории сексуальности. Я и Оно (сборник) автора Фрейд Зигмунд

(А) Инверсия Поведение инвертированных Данные люди ведут себя в различных направлениях совершенно по-разному.а) Они абсолютно инвертированы, то есть их сексуальный объект может быть только одного с ними пола, тогда как противоположный пол никогда не бывает для них

А. Инверсия

Из книги Очерки по психологии сексуальности автора Фрейд Зигмунд

А. Инверсия Поведение инвертированных Эти лица ведут себя в различных направлениях различно.а) Они абсолютно инвертированы, т. е. их сексуальный объект может быть только одного с ними пола, между тем как противоположный пол никогда не может у них быть предметом полового

Типы инверсий

Если у гетерозиготы по перицентрической инверсии при мейозе происходит кроссинговер в пределах инвертированного участка, то формируются аномальные рекомбинанатные хромосомы с дупликацией и делецией. У гетерозиготы по парацентрической инверсии кроссинговер в пределах инвертированного участка приводит к формированию дицентрической хромосомы и ацентрического фрагмента. В обоих случаях образовавшиеся гаметы с рекомбинантными хромосомами оказываются генетически несбалансированными, и вероятность появления жизнеспособного потомства из таких гамет является низкой .

Таким образом, гетерозиготность по инверсии приводит к подавлению рекомбинации в пределах инверсии за счёт двух основных механизмов: из-за запрета рекомбинации в случае гетеросинапсиса и за счёт низкой вероятности появления рекомбинантных продуктов в потомстве вследствие генетической несбалансированности гамет.

Выявление инверсий

В настоящее время существует три основных подхода для выявления инверсий: с помощью классического генетического анализа, цитологически и на основе данных секвенирования полного генома . Наиболее распространённым является цитологический подход.

Именно при помощи генетического анализа инверсии были впервые обнаружены: в 1921 году Альфред Стёртевант показал инвертированный порядок идентичных генов у Drosophila simulans по сравнению с Drosophila melanogaster . Наличие инверсии можно предположить, если в скрещиваниях обнаруживается нерекомбинирующая часть генома, для этого метода необходимо предварительное генетическое картирование признаков.

Цитологически инверсии впервые наблюдали на политенных хромосомах слюнных желез у дрозофил, и двукрылые по-прежнему являются наиболее удобным объектом для наблюдения инверсий. В других таксономических группах крупные инверсии можно выявить при помощи дифференциальной окраски метафазных хромосом. Известные полиморфные варианты инверсий можно анализировать при помощи флуоресцентной гибридизации in situ с использованием локус-специфических ДНК-проб.

У людей и у других видов с секвенированным геномом субмикроскопические инверсии можно обнаружить при помощи парноконцевого секвенирования . Межвидовые различия по инверсиям можно выявлять при помощи прямого сравнения гомологичных последовательностей .

Возникновение инверсий

Для возникновения инверсии необходимым условием является повреждение ДНК в виде двунитевого разрыва с последующей ошибкой репарации . Двунитевые разрывы ДНК могут возникать вследствие воздействия экзогенными факторами, такими как ионизирующее излучение или химиотерапия , а также вследствие воздействия на ДНК эндогенно образующимися свободными радикалами . Кроме того, двунитевые разрывы возникают запрограммированно при мейозе и при созревании Т- и B-лимфоцитов во время специфической соматической V(D)J рекомбинации . Репарация двунитевого разрыва ДНК может проходить двумя способами: негомологичным соединением разрывов и гомологичной рекомбинацией . При репарации путём негомологичного соединения могут ошибочно соединиться два внутрихромосомных разрыва с разворотом участка между ними на 180°. При гомологичной рекомбинации может произойти неверный выбор последовательности ДНК, на основе которой идёт репарация повреждённой ДНК. Вместо гомологичной последовательности происходит ошибочный выбор паралогичной последовательности на этой же хромосоме. В последнем случае для формирования инверсии необходимо возникновение двунитевого разрыва ДНК в одной из двух повторяющихся последовательностей, находящихся на одной хромосоме в инвертированном положении по отношению друг к другу .

Роль инверсий в видообразовании

Инверсии и половые хромосомы

Обозначение инверсий

Для обозначения инверсий у Drosophila используют обозначение In(nA)m , где n обозначает номер хромосомы, А - плечо хромосомы и m - имя мутации или номер бэнда. Например, In(2LR)Cy - это инверсия Curly у дрозофилы, которая затрагивает оба плеча хромосомы 2 .

Полиморфизм по инверсиям у человека

Долгое время инверсии можно было выявлять только при помощи анализа G-бэндированных метафазных хромосом. Этот метод позволяет обнаруживать только крупные инверсии, при этом даже крупные инверсии при G-бэндинге могут остаться незамеченными из-за локального сходства рисунка G-полос. Классический цитогенетический анализ на основе дифференциальной окраски хромосом позволил обнаружить несколько полиморфных инверсий, распространённых в человеческой популяции и не имеющих клинического значения. Инверсии являются наиболее частым хромосомным полиморфизмом, выявляемыми в цитогенетических лабораториях, и самыми частыми из них являются перицентрические инверсии, детектируемые в гетерохроматиновых районах хромосом 1, 2, 3, 5, 9, 10 и 16. Например, известно, что более 1 % человеческой популяции являются носителями перицентрической инверсии в 9 хромосоме inv(9)(p12;q13), которую считают вариантом нормы . Наиболее частой инверсией, который включает эухроматин , является инверсия inv(2)(p11;q23), которая также считается нейтральной . Есть и другие более редкие варианты полиморфных инверсий, которые детектируются в отдельных группах и которые ведут свою историю от одного предкового мутационного события. Например, такая инверсия inv(10)(q11.22;q21.1) обнаруживается с частотой 0,11 % в Швеции .

Современные методы анализа генома, включающие парноконцевое секвенирование , сравнительный анализ геномов близкородственных видов, анализ неравновесного сцепления однонуклеотидных полиморфизмов (SNP), позволили выявить около 500 субмикроскопических полиморфных инверсий. Среди них, например, инверсия на хромосоме 8 (8p23.1) размером около 4.5 млн п.о, которая обнаруживается у 25 % здоровых людей .

Примечания

  1. Бородин П. М., Торгашева А. А. Хромосомные инверсии в клетке и эволюции // Природа. - 2011. - № 1 . - С. 19-26 .
  2. Генетика человека по Фогелю и Мотулски / М. Р. Спейчер, С. Е. Антонаракис, А. Г. Мотулски. - 4-е издание. - СПб: Н-Л. - С. 165-168. - 1056 с. - ISBN 978-5-94869-167-1 .
  3. Kirkpatrick M. How and why chromosome inversions evolve (англ.) // PLoS biologу. - 2010. - Vol. 8, no. 9 . - P. e1000501. - PMID 20927412 .
  4. Sturtevant A.H. A case of rearrangement of genes in Drosophila (англ.) // Proc Natl Acad Sci USA. - Vol. 7, no. 8 . - P. 235-237. - PMID 16576597 .
  5. Korbel J. O. et al. Paired-end mapping reveals extensive structural variation in the human genome (англ.) // Science. - Vol. 318, no. 5849 . - P. 420-426. - PMID 17901297 .
  6. Feuk L. et al. Discovery of human inversion polymorphisms by comparative analysis of human and chimpanzee DNA sequence assemblies (англ.) // PLoS genetics. - 2005. - Vol. 1, no. 4 . - P. e56. - PMID 16254605 .
  7. Pfeiffer P., Goedecke W., Obe G. Mechanisms of DNA double-strand break repair and their potential to induce chromosomal aberrations (англ.) // Mutagenesis. - 2000. - Vol. 15, no. 4 . - P. 289-302. - PMID 10887207 .
  8. Dittwald P. et al. Inverted Low‐Copy Repeats and Genome Instability-A Genome‐Wide Analysis (англ.) // Human mutation. - Vol. 34, no. 1 . - P. 210-220. -

Текущая версия страницы пока не проверялась

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от, проверенной 29 июня 2018; проверки требуют.

Если у гетерозиготы по перицентрической инверсии при мейозе происходит кроссинговер в пределах инвертированного участка, то формируются аномальные рекомбинанатные хромосомы с дупликацией и делецией. У гетерозиготы по парацентрической инверсии кроссинговер в пределах инвертированного участка приводит к формированию дицентрической хромосомы и ацентрического фрагмента. В обоих случаях образовавшиеся гаметы с рекомбинантными хромосомами оказываются генетически несбалансированными, и вероятность появления жизнеспособного потомства из таких гамет является низкой .

Таким образом, гетерозиготность по инверсии приводит к подавлению рекомбинации в пределах инверсии за счёт двух основных механизмов: из-за запрета рекомбинации в случае гетеросинапсиса и за счёт низкой вероятности появления рекомбинантных продуктов в потомстве вследствие генетической несбалансированности гамет.

В настоящее время существует три основных подхода для выявления инверсий: с помощью классического генетического анализа, цитологически и на основе данных секвенирования полного генома . Наиболее распространённым является цитологический подход.

Именно при помощи генетического анализа инверсии были впервые обнаружены: в 1921 году Альфред Стёртевант показал инвертированный порядок идентичных генов у Drosophila simulans по сравнению с Drosophila melanogaster . Наличие инверсии можно предположить, если в скрещиваниях обнаруживается нерекомбинирующая часть генома, для этого метода необходимо предварительное генетическое картирование признаков.

Цитологически инверсии впервые наблюдали на политенных хромосомах слюнных желез у дрозофил, и двукрылые по-прежнему являются наиболее удобным объектом для наблюдения инверсий. В других таксономических группах крупные инверсии можно выявить при помощи дифференциальной окраски метафазных хромосом. Известные полиморфные варианты инверсий можно анализировать при помощи флуоресцентной гибридизации in situ с использованием локус-специфических ДНК-проб.

У людей и у других видов с секвенированным геномом субмикроскопические инверсии можно обнаружить при помощи парноконцевого секвенирования . Межвидовые различия по инверсиям можно выявлять при помощи прямого сравнения гомологичных последовательностей .

Для возникновения инверсии необходимым условием является повреждение ДНК в виде двунитевого разрыва с последующей ошибкой репарации . Двунитевые разрывы ДНК могут возникать вследствие воздействия экзогенными факторами, такими как ионизирующее излучение или химиотерапия , а также вследствие воздействия на ДНК эндогенно образующимися свободными радикалами . Кроме того, двунитевые разрывы возникают запрограммированно при мейозе и при созревании Т- и B-лимфоцитов во время специфической соматической V(D)J рекомбинации . Репарация двунитевого разрыва ДНК может проходить двумя способами: негомологичным соединением разрывов и гомологичной рекомбинацией . При репарации путём негомологичного соединения могут ошибочно соединиться два внутрихромосомных разрыва с разворотом участка между ними на 180°. При гомологичной рекомбинации может произойти неверный выбор последовательности ДНК, на основе которой идёт репарация повреждённой ДНК. Вместо гомологичной последовательности происходит ошибочный выбор паралогичной последовательности на этой же хромосоме. В последнем случае для формирования инверсии необходимо возникновение двунитевого разрыва ДНК в одной из двух повторяющихся последовательностей, находящихся на одной хромосоме в инвертированном положении по отношению друг к другу .

Для обозначения инверсий у Drosophila используют обозначение In(nA)m , где n обозначает номер хромосомы, А - плечо хромосомы и m - имя мутации или номер бэнда. Например, In(2LR)Cy - это инверсия Curly у дрозофилы, которая затрагивает оба плеча хромосомы 2 .

Долгое время инверсии можно было выявлять только при помощи анализа G-бэндированных метафазных хромосом. Этот метод позволяет обнаруживать только крупные инверсии, при этом даже крупные инверсии при G-бэндинге могут остаться незамеченными из-за локального сходства рисунка G-полос. Классический цитогенетический анализ на основе дифференциальной окраски хромосом позволил обнаружить несколько полиморфных инверсий, распространённых в человеческой популяции и не имеющих клинического значения. Инверсии являются наиболее частым хромосомным полиморфизмом, выявляемыми в цитогенетических лабораториях, и самыми частыми из них являются перицентрические инверсии, детектируемые в гетерохроматиновых районах хромосом 1, 2, 3, 5, 9, 10 и 16. Например, известно, что более 1 % человеческой популяции являются носителями перицентрической инверсии в 9 хромосоме inv(9)(p12;q13), которую считают вариантом нормы . Наиболее частой инверсией, который включает эухроматин , является инверсия inv(2)(p11;q23), которая также считается нейтральной . Есть и другие более редкие варианты полиморфных инверсий, которые детектируются в отдельных группах и которые ведут свою историю от одного предкового мутационного события. Например, такая инверсия inv(10)(q11.22;q21.1) обнаруживается с частотой 0,11 % в Швеции .

Современные методы анализа генома, включающие парноконцевое секвенирование , сравнительный анализ геномов близкородственных видов, анализ неравновесного сцепления однонуклеотидных полиморфизмов (SNP), позволили выявить около 500 субмикроскопических полиморфных инверсий. Среди них, например, инверсия на хромосоме 8 (8p23.1) размером около 4.5 млн п.о, которая обнаруживается у 25 % здоровых людей

Материал из Википедии - свободной энциклопедии

Если у гетерозиготы по перицентрической инверсии при мейозе происходит кроссинговер в пределах инвертированного участка, то формируются аномальные рекомбинанатные хромосомы с дупликацией и делецией. У гетерозиготы по парацентрической инверсии кроссинговер в пределах инвертированного участка приводит к формированию дицентрической хромосомы и ацентрического фрагмента. В обоих случаях образовавшиеся гаметы с рекомбинантными хромосомами оказываются генетически несбалансированными, и вероятность появления жизнеспособного потомства из таких гамет является низкой .

Таким образом, гетерозиготность по инверсии приводит к подавлению рекомбинации в пределах инверсии за счёт двух основных механизмов: из-за запрета рекомбинации в случае гетеросинапсиса и за счёт низкой вероятности появления рекомбинантных продуктов в потомстве вследствие генетической несбалансированности гамет.

Выявление инверсий

В настоящее время существует три основных подхода для выявления инверсий: с помощью классического генетического анализа, цитологически и на основе данных секвенирования полного генома . Наиболее распространённым является цитологический подход.

Именно при помощи генетического анализа инверсии были впервые обнаружены: в 1921 году Альфред Стёртевант показал инвертированный порядок идентичных генов у Drosophila simulans по сравнению с Drosophila melanogaster . Наличие инверсии можно предположить, если в скрещиваниях обнаруживается нерекомбинирующая часть генома, для этого метода необходимо предварительное генетическое картирование признаков.

Цитологически инверсии впервые наблюдали на политенных хромосомах слюнных желез у дрозофил, и двукрылые по-прежнему являются наиболее удобным объектом для наблюдения инверсий. В других таксономических группах крупные инверсии можно выявить при помощи дифференциальной окраски метафазных хромосом. Известные полиморфные варианты инверсий можно анализировать при помощи флуоресцентной гибридизации in situ с использованием локус-специфических ДНК-проб.

У людей и у других видов с секвенированным геномом субмикроскопические инверсии можно обнаружить при помощи парноконцевого секвенирования . Межвидовые различия по инверсиям можно выявлять при помощи прямого сравнения гомологичных последовательностей .

Возникновение инверсий

Для возникновения инверсии необходимым условием является повреждение ДНК в виде двунитевого разрыва с последующей ошибкой репарации . Двунитевые разрывы ДНК могут возникать вследствие воздействия экзогенными факторами, такими как ионизирующее излучение или химиотерапия , а также вследствие воздействия на ДНК эндогенно образующимися свободными радикалами . Кроме того, двунитевые разрывы возникают запрограммированно при мейозе и при созревании Т- и B-лимфоцитов во время специфической соматической V(D)J рекомбинации . Репарация двунитевого разрыва ДНК может проходить двумя способами: негомологичным соединением разрывов и гомологичной рекомбинацией . При репарации путём негомологичного соединения могут ошибочно соединиться два внутрихромосомных разрыва с разворотом участка между ними на 180°. При гомологичной рекомбинации может произойти неверный выбор последовательности ДНК, на основе которой идёт репарация повреждённой ДНК. Вместо гомологичной последовательности происходит ошибочный выбор паралогичной последовательности на этой же хромосоме. В последнем случае для формирования инверсии необходимо возникновение двунитевого разрыва ДНК в одной из двух повторяющихся последовательностей, находящихся на одной хромосоме в инвертированном положении по отношению друг к другу .

Роль инверсий в видообразовании

Инверсии и половые хромосомы

Обозначение инверсий

Для обозначения инверсий у Drosophila используют обозначение In(nA)m , где n обозначает номер хромосомы, А - плечо хромосомы и m - имя мутации или номер бэнда. Например, In(2LR)Cy - это инверсия Curly у дрозофилы, которая затрагивает оба плеча хромосомы 2 .

Полиморфизм по инверсиям у человека

FISH анализ полиморфизма по инверсии 8q23.1 у человека

Долгое время инверсии можно было выявлять только при помощи анализа G-бэндированных метафазных хромосом. Этот метод позволяет обнаруживать только крупные инверсии, при этом даже крупные инверсии при G-бэндинге могут остаться незамеченными из-за локального сходства рисунка G-полос. Классический цитогенетический анализ на основе дифференциальной окраски хромосом позволил обнаружить несколько полиморфных инверсий, распространённых в человеческой популяции и не имеющих клинического значения. Инверсии являются наиболее частым хромосомным полиморфизмом, выявляемыми в цитогенетических лабораториях, и самыми частыми из них являются перицентрические инверсии, детектируемые в гетерохроматиновых районах хромосом 1, 2, 3, 5, 9, 10 и 16. Например, известно, что более 1 % человеческой популяции являются носителями перицентрической инверсии в 9 хромосоме inv(9)(p12;q13), которую считают вариантом нормы . Наиболее частой инверсией, который включает эухроматин , является инверсия inv(2)(p11;q23), которая также считается нейтральной . Есть и другие более редкие варианты полиморфных инверсий, которые детектируются в отдельных группах и которые ведут свою историю от одного предкового мутационного события. Например, такая инверсия inv(10)(q11.22;q21.1) обнаруживается с частотой 0,11 % в Швеции .

Современные методы анализа генома, включающие парноконцевое секвенирование , сравнительный анализ геномов близкородственных видов, анализ неравновесного сцепления однонуклеотидных полиморфизмов (SNP), позволили выявить около 500 субмикроскопических полиморфных инверсий. Среди них, например, инверсия на хромосоме 8 (8p23.1) размером около 4.5 млн п.о, которая обнаруживается у 25 % здоровых людей .

Примечания

  1. Бородин П. М., Торгашева А. А. Хромосомные инверсии в клетке и эволюции // Природа. - 2011. - № 1 . - С. 19-26 .
  2. Генетика человека по Фогелю и Мотулски / М. Р. Спейчер, С. Е. Антонаракис, А. Г. Мотулски. - 4-е издание. - СПб: Н-Л. - С. 165-168. - 1056 с. - ISBN 978-5-94869-167-1 .
  3. Kirkpatrick M. How and why chromosome inversions evolve (англ.) // PLoS biologу. - 2010. - Vol. 8, no. 9 . - P. e1000501. - PMID 20927412 .
  4. Sturtevant A.H. A case of rearrangement of genes in Drosophila (англ.) // Proc Natl Acad Sci USA. - Vol. 7, no. 8 . - P. 235-237. - PMID 16576597 .
  5. Korbel J. O. et al. Paired-end mapping reveals extensive structural variation in the human genome (англ.) // Science. - Vol. 318, no. 5849 . - P. 420-426. - PMID 17901297 .
  6. Feuk L. et al. Discovery of human inversion polymorphisms by comparative analysis of human and chimpanzee DNA sequence assemblies (англ.) // PLoS genetics. - 2005. - Vol. 1, no. 4 . - P. e56. - PMID 16254605 .
  7. Pfeiffer P., Goedecke W., Obe G. Mechanisms of DNA double-strand break repair and their potential to induce chromosomal aberrations (англ.) // Mutagenesis. - 2000. - Vol. 15, no. 4 . - P. 289-302. - PMID 10887207 .
  8. Dittwald P. et al. Inverted Low‐Copy Repeats and Genome Instability-A Genome‐Wide Analysis (англ.) // Human mutation. - Vol. 34, no. 1 . - P. 210-220. - PMID 22965494 .
  9. Голубовский М.Д. Век генетики: эволюция идей и понятий. Научно-исторические очерки . - СПб. : Борей Арт, 2000. - 262 с. - ISBN 5-7187-0304-3 .
  10. Lahn B.T., Page D.C. Four Evolutionary Strata on the Human X Chromosome (англ.) // Science. - 1999. - Vol. 286, no. 5441 . - P. 964-967.

Обычно не имеют фенотипического эффекта, если они сбалансированы, поскольку весь хромосомный материал присутствует, даже если он иначе упакован. Важно различать разницу между истинно сбалансированными перестройками и теми, которые цитогенетически представляются сбалансированными, но на молекулярном уровне не сбалансированы.

Более того, из-за высокой частоты в геноме CNP , увеличивающей и без того существующие различия в много миллионов пар оснований между геномами неродственных индивидуумов, понятие сбалансированности или несбалансированности отчасти произвольно и подлежит дальнейшему исследованию и уточнению.

Даже когда структурные перестройки истинно сбалансированы , они могут представлять угрозу последующим поколениям, поскольку носители могут иметь высокую частоту несбалансированных гамет и, следовательно, имеют повышенный риск аномального потомства с несбалансированными кариотипами; в зависимости от специфической перестройки, риск может колебаться от 1 до 20%.

Существует также возможность, что один из хромосомных разрывов повредит ген, вызвав мутацию. Это хорошо описаная причина Х-сцепленных болезней у женщин-носителей сбалансированных транслокаций Х-хромосомы и аутосом, такие транслокации могут быть путеводной нитью к уточнению позиции гена, ответственного за развитие болезни.

Инверсия хромосом

Инверсия появляется, когда в хромосоме происходят два разрыва, а сегмент между ними переворачивается. Инверсии бывают двух типов: парацентрические (не включающие центромеру), при которых оба разрыва происходят в одном плече; и перицентрические (включающие центромеру), при которых разрывы находятся в разных плечах. Поскольку парацентрические инверсии не изменяют соотношение плеч хромосомы, их можно выявить (если это вообще удастся) только при дифференциальной окраске или FISH-методом с локусспецифическими зондами.

Перицентрические инверсии цитогенетически выявить легче, поскольку они могут изменять соотношение плеч хромосом, а также расположение полос.

Инверсия обычно не вызывает аномалий фенотипа у носителей, поскольку относится к сбалансированным перестройкам. Ее медицинское значение - влияние на потомство; носитель любой инверсии попадает в группу риска по наличию аномальных гамет, приводящих к несбалансированному потомству, так как при инверсии при конъюгации хромосом в мейозе I формируется петля. Рекомбинация отчасти подавляется в пределах инверсионных петель, но если она происходит, то может вести к формированию несбалансированных гамет.

Формируются как гаметы со сбалансированным хромосомным набором (нормальным или с инверсией), так и гаметы с несбалансированными хромосомами в зависимости от позиции точек рекомбинации. Если инверсия парацентрическая, несбалансированные рекомбинантные хромосомы обычно ацентрические или дицентрические и не могут привести к жизнеспособному потомству, хотя есть и редкие исключения. Таким образом, на самом деле риск того, что носитель парацентрической инверсии будет иметь живорожденного ребенка с аномальным кариотипом, очень низкий.

Перицентрическая инверсия , со своей стороны, может привести к появлению несбалансированных гамет как с дупликацией, так и с делецией хромосомных сегментов. Удвоенный и потерянный сегменты - расположенные дистальнее инверсии. В целом риск для носителя перицентрической инверсии родить ребенка с несбалансированным кариотипом оценивают в 5-10%. Каждая перицентрическая инверсия, тем не менее, связана с конкретным риском.


Большие перицентрические инверсии с большей вероятностью, чем малые, приводят к жизнеспособному рекомбинантному потомству, так как в случае больших инверсий несбалансированные сегменты в рекомбинантном потомстве имеют меньший размер. Это положение иллюстрируют три хорошо изученных инверсии.

Перицентрическая инверсия хромосомы 3, происходящая от семейной пары из Ньюфаундленда, вступивших в брак в начале XIX в. - одна из немногих, для которой получено достаточно данных, чтобы оценить расхождение инвертированной хромосомы в потомстве носителей. Кариотип с inv(3) (p25q21) с тех пор был описан в ряде центров Северной Америки, в семьях, предки которых прослеживались до приморских провинций Канады.

Носители хромосомы inv(3) нормальны, но некоторые их дети имеют характерный аномальный фенотип, ассоциирующийся с рекомбинантной хромосомой 3, в которой отмечена дупликация дистального сегмента 3q21 и делеция дистального сегмента 3р25. Девять человек - носителей этой инверсии - имели 53 зарегистрированных беременности. Высокий риск аномального исхода беременности в группе (22/53, или больше 40%) указывает значение семейных хромосомных исследований для идентификации носителей, генетического консультирования и дородовой диагностики.

Другая перицентрическая инверсия , связанная с выраженным дупликационным или делеционным синдромом в рекомбинантных потомках, находится в хромосоме 8, inv(8) (p23.1q22.1) и первоначально обнаружена среди испанцев юго-запада США. Эмпирические исследования показали, что носители inv(8) имеют 6% риска родить ребенка с синдромом рекомбинантной хромосомы 8, летальным нарушением с серьезными сердечными аномалиями и умственным недоразвитием. В рекомбинантной хромосоме дублирован дистальный участок 8q22.1 и утерян дистальный участок 8р23.1.

Наиболее частая инверсия у человека - небольшая перицентрическая инверсия хромосомы 9, которую отмечают почти у 1% обследованных лабораториями цитогенетики. Кариотип inv(9)(pllql2) не имеет известных опасных эффектов у носителей и не дает значимого риска выкидыша или несбалансированного потомства; поэтому обычно считается вариантом нормы.

Дополнительно к цитогенетически видимым инверсиям геномными методами обнаруживают все большее количество малых инверсий . Полагают, что многие из них клинически благоприятны, без отрицательного влияния на потомство.