Processen med spontant forekommende sletning skal omfatte to kromosombrud for at skære det mellemliggende segment ud. Hvis de to ender slutter sig sammen, og en af dem bærer centromeren, resulterer et forkortet kromosom, som siges at bære en sletning. Det fragmenterede fragment er acentrisk; derfor er det immobil og vil gå tabt. En effektiv mutagen til fremkaldelse af kromosomale omlejringer af enhver art er ioniserende stråling. Denne form for stråling, som røntgenstråler og γ-stråler er eksempler på, er meget energisk og forårsager kromosombrud. Måden, hvorpå pauserne genindfindes, bestemmer den slags omlægning, der produceres. To typer sletning er mulige. To pauser kan producere en interstitiel sletning, som vist i figur 17-2. I princippet kan en enkelt pause afbryde en terminal sletning; men på grund af behovet for de specielle kromosom-tip (telomerer) er det sandsynligt, at tilsyneladende terminale sletninger inkluderer to pauser, en tæt på telomeren.

Virkningerne af sletninger afhænger af deres størrelse. En lille sletning i et gen, kaldet intragenisk sletning, inaktiverer genet og har den samme virkning som andre nulmutationer af dette gen. Hvis den homozygote nul-fænotype er levedygtig (som for eksempel i human albinisme), vil den homozygote sletning også være levedygtig. Intrageniske sletninger kan skelnes fra enkelt nukleotidændringer, da de ikke er reversible.

For det meste af dette afsnit vil vi beskæftige os med multigeniske deletioner, dem der fjernes fra to til flere tusinde gener. Multigeniske sletninger har alvorlige konsekvenser. Hvis ved indavl gøres en sådan sletning homozygot (dvs. hvis begge homologer har den samme sletning), er kombinationen næsten altid dødelig. Dette resultat antyder, at de fleste regioner i kromosomerne er essentielle for normal levedygtighed, og at fuldstændig eliminering af ethvert segment fra genomet er skadeligt. Selv individer, der er heterozygote for en multigenet sletning – dem med enorm homolog og en der bærer sletningen – overlever muligvis ikke. Der er flere mulige årsager til denne manglende overlevelse. For det første er et genom blevet “finjusteret” under evolutionen for at kræve en specifik balance mellem generne, og sletningen forstyrrer denne balance. Vi vil støde på denne balanceopfattelse flere gange i dette kapitel og det næste, fordi flere forskellige typer kromosommutationer forstyrrer dertil, eller balance mellem gener i et genom. For det andet er der i mange organismer krævende dødelige og andre skadelige mutationer i hele genomet. Hvis “dækket” af vildtypealler på den anden homolog, udtrykkes disse recessiver ikke. En sletning kan dog “afdæk” recessiver, der tillader deres ekspression på det fænotypiske niveau.

Ikke desto mindre er nogle små sletninger levedygtige i kombination med en normal homolog. I disse tilfælde kan sletningen undertiden identificeres ved cytogenetisk analyse. Ifmeiotiske kromosomer undersøges i en individuel bærer i en heterozygot sletning kan regionen for sletning bestemmes ved svigt af korrespondancesegmentet på den normale homolog til parring, hvilket resulterer i en sletningssløjfe (figur 17-3a). I insekter påvises deletionløkker i polyten-kromosomerne, hvori homologerne er sammensmeltet (figur 17-3b). En sletning kan tildeles til et specifikt kromosomsted ved at bestemme, hvilket kromosom der vises sletningsløjfen og sløjfens position langs kromosomet.

Sletninger af nogle kromosomale regioner producerer deres egne unikke fænotyper. En godeksempel er sletning af en specifik lille kromosomregion af Drosophila. Når en homolog bærer sletningen, viser flyve en unik hakfløj-fænotype, så sletningen fungerer som en dominerende mutation i denne henseende. Men sletningen er dødelig, når den er homozygot og fungerer derfor som nødvendig med hensyn til dens dødelige virkning. Den specifikke dominerende fænotypiske virkning af visse deletioner kan være forårsaget af, at et af kromosombrud er inde i agen, som, når det afbrydes, vil fungere som en dominerende mutation.

Hvad er de genetiske egenskaber ved sletninger?Ud over cytogenetiske kriterier er der flere rent genetiske kriterier for at udlede tilstedeværelsen af en sletning. Disse kriterier er især nyttige i arter, hvis kromosomer ikke let analyseres cytogenetisk.

To genetiske kriterier, vi allerede har stødt på. Den første er svigtet af kromosomet at overleve som en homozygot; denne virkning kunne imidlertid også frembringes af enhver dødelig mutation. For det andet kan kromosomer med sletninger aldrig vende tilbage til en normal tilstand. Dette kriterium er kun nyttigt, hvis der er en bestemt specifik fænotype associeret med sletningen.

Et tredje kriterium er, at i heterozygote deletioner er rekombinante frekvenser mellem vejener, der flankerer sletningen, lavere end i kontrolkrydsninger. Dette giver intuitiv sans, fordi en del af regionen indeholder en uparret kromosomregion, som ikke kan deltage i krydsning. Vi vil se, at inversioner har en lignende effekt på rekombinante frekvenser, men kan skelnes på andre måder.

Et fjerde kriterium for at udlede tilstedeværelsen af en sletning er, at sletning af asegment på en homolog undertiden afmasker recessive alleler, der er til stede på den andenhomolog, hvilket fører til deres uventede udtryk. Overvej for eksempel sletningerne vist i følgende diagram:

I dette tilfælde forventes ingen af de seks recessive alleler der skal udtrykkes, men hvis ifb og c udtrykkes, foreslås en sletning, der er foreslået at have fundet sted på den anden homolog, der spænder over theb + og c + loci. Fordi det i sådanne tilfælde ser ud til, at recessive alleler viser dominans, kaldes effekten pseudodominans.

Pseudodominanseffekten kan også bruges i den modsatte retning. Et kendt sæt overlappende sletninger bruges til at lokalisere kortpositionerne for nye mutante alleler. Denne procedure kaldes sletningskortlægning. Et eksempel fra frugtfuglen Drosophila er vist i figur 17-4. I dette diagram vises rekombinationskortet øverst markeret med afstande i kortenheder fra venstre ende. De vandrette søjler under kromosomet viser omfanget af de sletninger, der er identificeret til venstre. Mutationsbeskæringen (pn) viser for eksempel kun pseudodominans med sletning264-38, som bestemmer dens placering i 2D-4 til 3A-2-regionen. Imidlertid viser fa pseudodominans med alle undtagen to sletninger, så dets position kan bestemmes til bånd 3C-7.

Sletningsanalyse gør det muligt at sammenligne et koblingskort baseret på rekombinant frekvens med kromosomkortet baseret på sletningskortlægning. I det store og hele, hvor denne sammenligning er foretaget, svarer kortene godt – en tilfredsstillende cytologisk påtegning af en rent genetisk skabelse.

Desuden kan pseudodominans bruges til at kortlægge en lille sletning der ikke kan bevises mikroskopisk. Lad os overveje et X-kromosom inDrosophila, der bærer en recessiv dødelig, der mistænkes for at være adeletion; vi kalder dette kromosom “X *.” Vi kan krydse X * -bærende hunner med malecarrying recessive alleler af loci på det kromosom. For eksempel er et kort over loci i spidsområdet

Antag, at vi opnår alle vildtype-fluer i krydsninger mellem X * / X hunner og misarberende y, dor, br, gt, rst og vt, men opnår pseudodominans af swa og w med X * (det vil sige X * / swa viser den recessive swa-fænotype ogX * / w viser den recessive w-fænotype. Derefter har vi godgenetiske beviser for en sletning af kromosomet, der mindst inkluderer theswa og w loci, men ikke gt orrst.

Klinikere finder regelmæssigt sletninger i humane kromosomer. I de fleste tilfælde er fjernelserne relativt små, men de har ikke desto mindre en negativ fænotypisk virkning, selv om de er heterozygote. humane kromosomregioner forårsager unikke syndromer af fænotypiske abnormiteter. Et eksempel er cri duchat syndrom, forårsaget af en heterozygot sletning af spidsen af den korte arm af kromosom 5 (figur 17-5). Det er konventionen at kalde den korte arm af et kromosom p og kalde den lange armq. De specifikke bånd, der er slettet i cri du chat-syndrom, er 5p15.2 og 5p15.3, de dobbelt distale bånd kan identificeres på 5p.Den mest karakteristiske fænotype i syndromet er den, der giver den sit navn, den karakteristiske kattelignende skrig, der er lavet af spædbørn med denne sletning. Andre fænotypiske manifestationer af syndromeare mikroencefali (unormalt lille hoved) og et månelignende ansigt. Ligesom syndrom forårsaget af andre sletninger inkluderer cri du chat-syndromet også mentalretardation.

De fleste menneskelige sletninger, såsom dem, som vi lige har overvejet, opstår spontant i kimlinjen til en normal forælder til en berørt person; der findes således ingen tegn på fjernelser i de somatiske kromosomer hos forældrene. Imidlertid, som vi skal se i et senere afsnit, frembringes nogle menneskelige sletninger af meiotiske uregelmæssigheder i en forælder, der er heterozygot for en anden type omlejring. Cri du chat-syndrom kan for eksempel skyldes en forælder, der er heterozygot for en translokation.

Genetikere har kortlagt humane gener fra sletninger ved hjælp af en molekylær teknik kaldet in situ hybridisering. Denne teknik blev introduceret i kapitel 3 og 6, men indtil videre kan vi gennemgå det grundlæggende for at vise nytten af sletninger. Hvis et interessant gen eller andet DNA-fragment er blevet isoleret ved anvendelse af moderne molekylær teknologi, kan det mærkes med aradioaktivt eller kemisk mærke og derefter føjes til et kromosomalt præparat under mikroskop. I en sådan situation genkender DNA’et og binder det fysisk til dets normale kromosomale modstykke ved nukleotidparring og genkendes som et sted for radioaktivitet eller farvestof. Den nøjagtige placering af sådanne pletter er vanskelig at korrelere med specifikke bånd, men sletningsteknikken kommer til undsætning. Hvis en sletning sker for at spænde over det pågældende locus, vises der ingen plet, når testen køres med kromosomet, der bærer sletningen, fordi regionen til binding simpelthen ikke er til stede (Figur 17-6). Ved at gemme cellelinjer fra patienter med deletioner udvikler genetikere testpaneler med overlappende deletioner, der spænder over specifikke kromosomale regioner, og disse testpaneler kan bruges til at lokalisere et gens position. Et eksempel fra kromosom 11 er vist i figur 17-7. Omfanget af sletningerne i testpanelet er vist som lodrette søjler, og de kodede DNA-fragmenter under test vises til højre. Hvis fragment 270 for eksempel ikke kunne binde til deletioner35, 8, 10, 7, 9, 23, 24, A2, 27A og 4D, men bundet til de andre deletioner, kan det udledes, at dette stykke DNA oprindeligt kom fra regionen spændt af11q13.5 og 11q21.

Kromosommutationer opstår ofte i kræftceller, og vi vil se flere tilfælde i dette kapitel og det næste. Som et eksempel viser figur 17-8 nogle sletninger, der konsekvent findes i solide tumorer. Ikke alle cellerne i en tumor viser den angivne sletning, og ofte kan en blanding af forskellige kromosommutationer findes i en tumor. Bidraget fra sådanne ændringer til kræftfænotypen forstås ikke.

En interessant forskel mellem dyr og planter afsløres ved sletninger. Et maleanimal, der er heterozygot for et sletningskromosom og et normalt, producerer funktionel sæd, der bærer hver af de to kromosomer i omtrent lige store antal. Med andre ord ser sæd ud til at fungere i et vist omfang uanset deres genetiske indhold. På diploide planter er derimod pollen produceret af adeletion-heterozygote af to typer: (1) funktionel pollen, der bærer det normale kromosom og (2) ikke-funktionel (eller afbrudt) pollen, der bærer den mangelfulde homolog. Derfor ser pollenceller ud til at være følsom over for ændringer i mængden af kromosomalmateriale, og denne følsomhed kan virke til at udrydde sletninger. Situationen er noget anderledes for polyploide planter, som er langt mere tolerante over for pollendeletions. Denne tolerance skyldes, at selv pollen bærer flere kromosomsæt, og tabet af et segment i et af disse sæt er mindre afgørende, end det ville være i en haploide pollencelle.Æggene i enten diploide eller polyploide planter er også ret tolerante over for sletninger, sandsynligvis på grund af den nærende virkning af det omgivende maternelle væv.