Proces spontánně se vyskytující delece musí zahrnovat dva zlomky chromozomů, které vystřihnou zasahující segment. Pokud se oba konce spojí a jeden z nich nese střed, vznikne zkrácený chromozom, o kterém se říká, že má deleci. Vymazaný fragment je acentrický; je tedy nepohyblivý a bude ztracen. Neúčinným mutagenem pro indukci chromozomálních přesmyků všeho druhu je ionizující záření. Tento druh záření, jehož příkladem jsou rentgenové paprsky a paprsky γ, je vysoce energetický a způsobuje prasknutí chromozomů. Způsob, jakým se přestávky znovu stanoví, určuje druh vytvořeného přeskupení. Jsou možné dva typy odstranění. Dva přestávky mohou způsobit intersticiální odstranění, jak je znázorněno na obrázku 17-2. V zásadě může jediný zlom způsobit vymazání terminálu; ale vzhledem k potřebě speciálních chromozomálních špiček (telomer) je pravděpodobné, že zřejmě terminální delece zahrnují dva zlomy, jeden blízko telomeru.

Účinky odstranění závisí na jejich velikosti. Malá delece v genu, nazývaná intragenní delece, inaktivuje gen a má stejný účinek jako jiné nulové mutace tohoto genu. Pokud je homozygotní nulový fenotyp životaschopný (jako je tomu například v lidském albinismu), pak bude také životaschopná homozygotní delece. Intragenní delece lze odlišit od jednotlivých změn nukleotidů, protože jsou nevratné.

Pro většinu z nich v této části se budeme zabývat multigenními delecemi, těmi, které odstraňují ze dvou až několika tisíc genů. Multigenní delece mají závažné důsledky. Pokud je příbuzenským plemenem taková delece homozygotní (tj. Pokud mají oba homology stejnou deleci), pak je tato kombinace téměř vždy smrtelná. Tento výsledek naznačuje, že většina oblastí chromozomů je nezbytná pro normální životaschopnost a že úplná eliminace jakéhokoli segmentu z genomu je škodlivá. I jedinci heterozygotní pro multigenní deleci – ti, kteří mají onenormální homolog a ten, který deleci nese – nemusí přežít. Existuje několik možných důvodů, proč toto selhání přežít. Za prvé, genom byl během evoluce „vyladěn“ tak, aby vyžadoval specifickou rovnováhu genů, a delece tuto rovnováhu narušuje. S touto pojmem rovnováhy se v této kapitole a v následující kapitole setkáme několikrát, protože ji narušuje několik různých typů chromozomových mutací, nebo rovnováha genů v genomu. Zadruhé, v mnoha organismech dochází v genomu k nadměrně smrtelným a dalším škodlivým mutacím. Pokud jsou „pokryty“ alelami divokého typu na druhém homologu, tyto recese nejsou vyjádřeny. „odkrývat“ recesivy, což umožňuje jejich expresi na fenotypické úrovni.

Přesto jsou některé malé delece životaschopné v kombinaci s normálním homologem. V těchto případech lze deleci identifikovat cytogenetickou analýzou. Ifmeiotické chromozomy se vyšetřují u jednotlivého nositele Při heterozygotní deleci lze oblast delece určit selháním párování odpovídajícího segmentu na normálním homologu, což má za následek deleční smyčku (obrázek 17-3a). U hmyzu jsou deleční smyčky detekovány v polytenových chromozomech, ve kterých jsou spojeny homology (obrázek 17-3b). Vymazání lze přiřadit konkrétnímu umístění chromozomu určením toho, který chromozom ukazuje deleční smyčku a polohu smyčky podél chromozomu.

Delece některých chromozomálních oblastí produkují své vlastní jedinečné fenotypy. Dobrým příkladem je delece jedné specifické malé chromozomální oblasti Drosophila. Když jeden homolog nese deleci, ukazuje flys jedinečný fenotyp se zářezem, takže delece v tomto ohledu působí jako dominantní mutace. Delece je však smrtelná, pokud je homozygotní, a proto působí stejně jako její smrtící účinek. Specifický dominantní fenotypový účinek určitých delecí může být způsoben tím, že jeden z chromozomových zlomů je uvnitř agenu, který, pokud je narušen, bude působit jako dominantní mutace.

Jaké jsou genetické vlastnosti delecí?Kromě cytogenetických kritérií existuje několik čistě genetických kritérií pro odvození přítomnosti delece. Tato kritéria jsou zvláště užitečná u druhů, jejichž chromozomy nejsou cytogeneticky snadno analyzovatelné.

Již jsme se setkali se dvěma genetickými kritérii. Prvním je selhání chromozomu přežít jako homozygot; tento účinek by však mohl být způsoben i smrtící mutací. Zadruhé, chromozomy s delecemi se nikdy nemohou vrátit do normálního stavu. Toto kritérium je užitečné pouze v případě, že s delecí je spojen určitý specifický fenotyp. Třetí kritérium je, že u heterozygotních delecí jsou rekombinantní frekvence mezi geny lemujícími deleci nižší než v kontrolních kříženích. To dává intuitivní smysl, protože část oblasti obsahuje nepárovou chromozomální oblast, která se nemůže účastnit křížení. Uvidíme, že inverze mají podobný účinek na rekombinantní frekvence, ale lze je odlišit jinými způsoby.

Čtvrtým kritériem pro odvození přítomnosti delece je to, že delece asegmentu na jednom homologu někdy odmaskuje recesivní alely přítomné na druhý homolog, což vedlo k jejich nečekanému výrazu. Zvažte například odstranění ukázaná v následujícím diagramu:

V tomto případě se neočekává žádná ze šesti recesivních alel k vyjádření, ale pokud jsou vyjádřeny ifb a c, pak se navrhuje, aby došlo k deleci na druhém homologu zahrnujícím loci theb + a c +. Protože v takových případech se zdá, že recesivní alely vykazují dominanci, tento efekt se nazývá pseudodominance.

Efekt pseudodominance lze použít také v opačném směru. Známá sada překrývajících se delecí se používá k vyhledání pozic na mapě nových mutovaných alel. Tento postup se nazývá deleční mapování. Příklad z ovocné mušky Drosophila je uveden na obrázku 17-4. V tomto diagramu je rekombinační mapa zobrazena nahoře a je označena vzdálenostmi v mapových jednotkách od levého konce. Vodorovné pruhy pod chromozomem ukazují rozsah delecí identifikovaných vlevo. Například mutationprune (pn) vykazuje pseudodominanci pouze s delecí 264-38, která určuje jeho umístění v oblasti 2D-4 až 3A-2. Fa však ukazuje pseudodominanci se všemi kromě dvou delecí, takže její umístění lze určit v pásmu 3C-7.

Analýza delece umožňuje porovnat mapu vazeb založenou na rekombinantní frekvenci s mapou chromozomu na základě mapování delece. Tam, kde bylo provedeno toto srovnání, mapy obecně dobře odpovídají – uspokojivé cytologické schválení čistě genetického stvoření.

Navíc lze pseudodominanci použít k mapování malého vymazání to nelze mikroskopicky vizualizovat. Uvažujme chromozom X v Drosophile, který nese recesivní smrtící podezření na adeléci; tomuto chromozomu říkáme „X *.“ Můžeme křížit ženy nesoucí X * s muži nesoucími recesivní alely lokusů na tomto chromozomu. Například mapa lokusů v oblasti špičky je

Předpokládejme, že získáme všechny mouchy divokého typu v křížení mezi ženami X * / X a muži nesoucími y, dor, br, gt, rst a vt, ale získáme pseudodominanci swa a w s X * (tj. X * / swa ukazuje recesivní fenotyp swa a X * / w ukazuje recesivní fenotyp w). Pak máme dobrý genetický důkaz pro deleci chromozomu, který zahrnuje alespoň theswa a w loci, ale ne gt orrst.

Kliničtí lékaři pravidelně nacházejí delece v lidských chromozomech. Ve většině případů jsou kostní dřeně relativně malá, přesto mají nepříznivý fenotypový účinek, i když heterozygotní. oblasti lidského chromozomu způsobují jedinečné syndromy fenotypových abnormalit. Příkladem je syndrom cri duchat způsobený heterozygotní delecí špičky krátkého ramene chromozomu 5 (obrázek 17-5). Jedná se o konvenci nazývat krátké rameno chromozomu p a volat dlouhé rameno. Specifické pruhy odstraněné při syndromu cri du chat jsou 5p15.2 a 5p15.3, což jsou dva distální pásy identifikovatelné na 5p.Nejcharakterističtějším fenotypem tohoto syndromu je ten, který mu dává jeho jméno, výrazný kočičí mňoukání, které kojenci s tímto vypuštěním. Další fenotypové projevy syndromu jsou mikroencefalie (neobvykle malá hlava) a měsíční tvář. Stejně jako syndromy způsobené jinými delecemi, i syndrom cri du chat zahrnuje mentální retardaci.

Většina lidských delecí, jako např. ty, které jsme právě zvážili, vznikají spontánně v zárodečné linii normálního rodiče postižené osoby; v somatických chromozomech rodičů tedy nejsou nalezeny žádné známky kostí. Jak však uvidíme v pozdější části, některé lidské delece jsou produkovány meiotickými nepravidelnostmi u rodiče heterozygotního pro jiný typ přesmyku. Například syndrom Cri du chat může být výsledkem rodičovské heterozygotní translokace.

Genetici mapovali lidské geny z delecí pomocí molekulární techniky nazývané in situ hybridizace. Tato technika byla představena v kapitolách 3 a 6, ale prozatím si můžeme prohlédnout základy a ukázat užitečnost delecí. Pokud byl pomocí moderní molekulární technologie izolován zajímavý gen nebo jiný fragment DNA, může být označen aradioaktivním nebo chemickým štítkem a poté přidán do chromozomálního přípravku pod mikroskopem. V takové situaci DNA rozpozná a fyzicky se váže na svůj normální chromozomální protějšek párováním nukleotidů a je rozpoznána jako skvrna radioaktivity nebo barviva. Přesné umístění takových skvrn je obtížné korelovat se specifickými pásmy, ale technika delece přichází na pomoc. Pokud se delece rozšíří na příslušné místo, po spuštění testu s chromozomem nesoucím deleci se neobjeví žádná skvrna, protože oblast pro vazbu jednoduše neexistuje (obrázek 17-6). Zachráněním buněčných linií od pacientů s delecemi genetici vyvíjejí testovací panely překrývajících se delecí pokrývajících specifické chromozomální oblasti a tyto testovací panely lze použít k určení polohy genu. Příklad z chromozomu 11 je uveden na obrázku 17-7. Rozsah delecí v testovacím panelu je zobrazen jako svislé pruhy a kódované fragmenty DNA pod testem jsou zobrazeny vpravo. Pokud se například fragment 270 neváže na delece35, 8, 10, 7, 9, 23, 24, A2, 27A a 4D, ale neváže se na další delece, lze odvodit, že tento kousek DNA původně pocházel z oblast překlenula o 11q13,5 a 11q21.

V rakovinných buňkách často vznikají mutace chromozomů a v této kapitole a v následující uvidíme několik případů. Například obrázek 17-8 ukazuje některé delece, které se důsledně vyskytují u solidních nádorů. Ne všechny buňky v nádoru vykazují vyznačenou deleci a v jednom nádoru lze často nalézt směs různých chromozomových mutací. Příspěvek těchto změn k fenotypu rakoviny není objasněn.

Zajímavý rozdíl mezi zvířaty a rostlinami odhalují delece. Maleanimal, který je heterozygotní pro deleční chromozom a normální, produkuje funkční spermie nesoucí každý ze dvou chromozomů v přibližně stejném počtu. Jinými slovy se zdá, že spermie do určité míry fungují bez ohledu na jejich genetický obsah. Naopak v diploidních rostlinách je pyl produkovaný adelačním heterozygotem dvou typů: (1) funkční pyl nesoucí normální chromozom a (2) nefunkční (nebo přerušený) pyl nesoucí nedostatečný homolog. Zdá se tedy, že pylové buňky jsou citlivé na změny v množství chromozomálního materiálu a tato citlivost může působit na odstranění delecí. Situace je poněkud odlišná u polyploidních rostlin, které jsou mnohem snášenlivější k polendeletům. Tato tolerance je způsobena skutečností, že dokonce i pyl nese několik chromozomových sad a ztráta segmentu v jedné z těchto sad je méně zásadní, než by tomu bylo v haploidní pylové buňce.Vajíčka v diploidních nebo polyploidních rostlinách jsou také docela tolerantní k delecím, pravděpodobně kvůli výživnému účinku okolních mateřských tkání.