Нехромосомное наследование дрожжей
Генетические детерминанты дрожжей представлены не только ядерными генами в хромосомах, но и нехромосомными ядерными детерминантами, а также генами в митохондриях и цитоплазме. Как правило, нехромосомные гены представлены большим числом копий и именно на этом факте прямо или косвенно основаны генетические критерии нехромосомного наследования.
Отсутствие расщепления 2:2 в мейозе - первый критерий наследования множественных копий какого-либо гена вне хромосом. Так, например, скрещивая т.н. вегетативные (митохондриальные) rho-мутанты со штаммом дикого типа, часто наблюдают расщепление в тетрадах (4 rho+: 0rho-), кроме того, у тех же гибридов обнаруживают постзиготическое, т.е. митотическое расщепление - выщепление с высокой частотой (до 1%) клеток rho-. Наличие сегрегации в митозе - второй критерий нехромосомного наследования.
Эти критерии не позволяют различать митохондриальное, неядерное (цитоплазматическое) и ядерное экстрахромосомное наследование. Ядерные экстрахромосомные элементы (например, 2 мкм-плазмида ) в мейозе и митозе ведут себя подобно митохондриальным факторам (например, мутациям rho-).
В качестве дополнительных критериев используют различные агенты, элиминирующие цитоплазматические или митохондриальные детерминанты. Например, бромистый этидий и высокая температура специфичны для митохондриальной ДНК, а гуанидингидрохлорид изгоняет цитоплазматическую двунитевую РНК или цитоплазматический пси-фактор .
Прямой способ локализации генетических детерминант в гибридологическом анализе основан на использовании цитодукции . Цель этого теста - показать, что в гетерокарионе сегрегация исследуемого маркера происходит независимо от ядерного маркера (цитоплазматическая локализация) или совместно с ним (ядерная локализация).
Используют мутации kar-, подавляющие кариогамию , для повышения выхода гетерокариотических зигот. Реципиент цитоплазмы маркируют рецессивной мутацией устойчивости к антибиотику (например, cyhr) и мутацией дыхательной недостаточности rho-. Донорный штамм имеет нормальную цитоплазму. О переносе цитоплазмы в реципиент свидетельствует появление дыхательной компетентности (rho+). Показано, что фактор пси передается совместно с митохондриями, следовательно, локализуется в цитоплазме ( Cox et al., 1980 ). Аналогично получены генетические доказательства ядерной локализации плазмид в дрожжевой клетке после трансформации ( Юрченко, 1984 ; Kielland-Brandt et al., 1980 ; Sigurdson et al., 1981 ). Гаплоидные сегреганты гетерокарионов в основном несли только те плазмиды, которыми были маркированы гаплоидные родители, или были бесплазмидны. Перенос плазмид при цитодукции происходил с низкой частотой и коррелировал с переносом отдельных хромосом, т.е. с переносом ядерного материала.
