Терминализация хиазм
Анализируя распределение хиазм по хромосомам у разных видов растений и животных, Дарлингтон обратил внимание на то, что очень часто хиазмы локализованы вблизи теломер .Для объяснения этого факта он предположил, что в ходе мейоза хиазмы перемещаются вдоль хромо- сомы по направлению к теломере - терминализуются. Терминализация, или сползание хиазм к теломере, была призвана объяснить (и объяс- няла) высокую частоту хиазм в околотеломерных районах хромосом, а также уменьшение числа хиазм в ходе мейоза.
Более 30-ти лет гипотеза терминализации хиазм принималась большинством исследователей без каких-либо серьезных попыток ее критического анализа. Между тем, уже первые более точные и строгие исследования в этой области показали, что терминализация хиазм - не более чем гипотеза, которая во многих случаях оказывается ошибочной. Так, в 1963 году Хендерсон опубликовал статью, в которой были представлены результаты детального анализа распределений хиазм вдоль хромосом саранчи - Shistocerca gregaria ( Henderson;1963 ). Автор сравнил распределения хиазм на разных стадиях мейоза: диплотена, диакинез, метафаза 1. Оказалось, что относительное поло- жение хиазм на хромосоме не меняется в ходе мейоза. Таким образом, постулировавшееся Дарлингтоном движение хиазм к теломере у кузнечи- ка не происходит.Аналогичный вывод об отсутствии терминализации был сделан также в результате анализа распределений хиазм в мейозе у человека и мыши.
Кроме количественных сравнений позиций хиазм на разных стадиях мейоза, в некоторых случаях для изучения терминализации удается использовать качественные критерии. Один из подходов связан с использованием гетероморфных бивалентов - бивалентов с интерстици- альными цитологическими маркерами. Такой подход был использован Лойдлом ( Loidl,1979 ) для изучения терминализации у Allium flavum. Если дистальное положение хиазмы на биваленте является следствием терминализации хиазм, возникших проксимальнее цитологического мар- кера, то в этом случае движение хиазмы через гетерохроматиновые узелки должно приводить к переносу одного из гетерохроматиновых узелков с одного гомолога на другой. При этом первоначально гетеро- морфный мейотический бивалент трансформируется в гомоморфный с хро- матидной гетерозиготностью каждого из гомологов. В работе Лойдла гомоморфные биваленты, которые могли возникать только вследствие движения хиазмы через цитологический маркер, не наблюдались.
Другой способ качественной оценки терминализации хиазм связан с использованием хромосом с разноокрашенными сестринскими хроматидами . Сестринские хроматиды возможно окрасить дифференциально , если в течение двух циклов репликации ДНК вместо тимидина использовать его аналог 5-Бром-Дезоксиуридин (5-БДУ).
Метод дифференциального окрашивания сестринских хроматид широко используется для изучения митотических хромосом. Тис и Джонс впервые применили этот метод для анализа мейотического кроссинговера у саранчи Locusta migratoria ( Tease,Jones,1978 ). Было показано, что половина всех кроссоверных обменов на биваленте происходит между разноокрашенными хроматидами, что соответствует представлению о случайном вовлечении хроматид в кроссинговер. Оказалось, что положение хиазмы всегда совпадает с положением точки обмена между разноокрашенными сестринскими хроматидами. Позднее аналогичным методом было показано отсутствие терминализации хиазм у мышей.
Следует отметить, что у большинства исследованных видов, таких как рожь, человек, саранча, мышь, терминализация хиазм также не обнаружена. В то же время, Маквайер ( Maquire,1979 ) на гетерозиготной по гетерохроматиновым узелкам (knobs) кукурузе показала, что у мейотических бивалентов с дистальным положением хиазм гетерохроматиновые узелки оказываются расположеными на обоих гомологах, что свидетельствует о терминализации проксимальных хиазм. Вероятно, что вопрос о наличии или отсутствии терминализации хиазм должен решаться индивидуально для каждого вида.
