Spontaanisti tapahtuvan poisto-prosessin on sisällettävä kaksi kromosomikatkosta leikkaamaan väliin jäävä segmentti. Jos molemmat päät yhdistyvät ja toinen niistä kantaa sentromeeria, tuloksena on lyhennetty kromosomi, jonka sanotaan kantavan deleetiota. Leikattu fragmentti on samankeskinen; näin ollen se on liikkumaton ja menetetään. Tehoton mutageeni kaikenlaisten kromosomaalisten uudelleenjärjestelyjen indusoimiseksi on ionisoiva säteily. Tällainen säteily, josta esimerkkejä ovat röntgensäteet ja y-säteet, on erittäin energinen ja aiheuttaa kromosomikatkoja. Tapa, jolla tauot määritellään uudelleen, määrittää tuotetun uudelleenjärjestelyn tyypin. Kahden tyyppinen poisto on mahdollista. Kaksi taukoa voi tuottaa välimuotoisen poiston, kuten kuvassa 17-2 on esitetty. Periaatteessa yksi tauko voi aiheuttaa päätelaitteen poistamisen; mutta erikoiskromosomivinkkien (telomeerien) tarpeen vuoksi on todennäköistä, että ilmeisesti päätelaitteiden poisto sisältää kaksi taukoa, yhden lähellä telomeeria.

Poistamisen vaikutukset riippuvat niiden koosta. Pieni deleetio geenissä, nimeltään intrageeninen deleetio, inaktivoi geenin ja sillä on sama vaikutus kuin muilla kyseisen geenin nollamutaatioilla. Jos homotsygoottinen nollafenotyyppi on elinkelpoinen (kuten esimerkiksi ihmisen albinismi), niin myös homotsygoottinen deleetio on elinkelpoinen. Intraageeniset deleetiot voidaan erottaa yksittäisistä nukleotidimuutoksista, koska ne ovat peruuttamattomia.

Useimpien tässä osiossa käsitellään monigeenisiä deleetioita, jotka poistavat kahdesta tuhanteen geeniin. Monigeenisillä poistamisilla on vakavia seurauksia. Jos inbreedingilla tällainen deleetio tehdään homotsygoottiseksi (ts. Jos molemmilla homologeilla on sama deleetio), niin yhdistelmä on melkein aina tappava. Tämä tulos viittaa siihen, että useimmat kromosomialueet ovat välttämättömiä epänormaalille elinkelpoisuudelle ja että minkä tahansa segmentin täydellinen eliminointi genomista on haitallista. Jopa yksilöt, jotka ovat heterotsygoottisia monigeenisen poiston suhteen – ne, joilla on normaali homologi ja joka suorittaa poiston – eivät välttämättä selviydy. Tälle selviytymiselle on useita mahdollisia syitä. Ensinnäkin, genomi on ”hienosäädetty” evoluution aikana vaatiakseen tiettyä geenitasapainoa, ja poistaminen häiritsee tätä tasapainoa. Tulemme kohtaamaan tämän tasapainokäsityksen useita kertoja tässä ja seuraavassa luvussa, koska useat erityyppiset kromosomimutaatiot häiritsevät theratioa, tai tasapaino, geenien genomissa. Toiseksi, monissa organismeissa esiintyy koko genomissa arerecessiivisiä tappavia ja muita vahingollisia mutaatioita. Jos toisella homologilla ”peitetään” villityypin alleeleilla, näitä resessiivejä ei ilmetä. ”paljastaa” resessiivit, mikä sallii niiden ilmentymisen fenotyyppisellä tasolla.

Jotkin pienet deleetiot ovat kuitenkin elinkelpoisia yhdessä normaalin homologin kanssa. näissä tapauksissa poisto voidaan joskus tunnistaa sytogeneettisen analyysin avulla. heterotsygoottisen deleetion avulla deleetion alue voidaan määrittää normaalin homologin vastaavan segmentin epäonnistumalla pariksi, mikä johtaa deleetiosilmukkaan (kuvio 17-3a). Hyönteisissä deleetiosilmukat havaitaan polyteenikromosomeissa, joissa homologit ovat fuusioituneet (kuva 17-3b). Poisto voidaan siirtää tiettyyn kromosomipaikkaan määrittämällä, kummassa kromosomissa näkyy luurankosilmukka ja silmukan sijainti kromosomia pitkin.

Joidenkin kromosomaalisten alueiden poistot tuottavat omat ainutlaatuiset fenotyyppinsä. Hyvä esimerkki on yhden spesifisen Drosophilan pienen kromosomialueen poisto. Kun yksi homologi suorittaa poiston, lentää näyttää ainutlaatuisen lovi-siipisen fenotyypin, joten deleetio toimii hallitsevana mutaationa tässä suhteessa. Deleetio on kuitenkin tappava, kun homotsygootti on, ja siksi se toimii arecessiivisena sen tappavan vaikutuksen suhteen. Tiettyjen deleetioiden spesifinen hallitseva fenotyyppinen vaikutus voi johtua siitä, että yksi kromosomikatkoista on ageenin sisällä, mikä häiriintyneenä toimii hallitsevana mutaationa.

Mitkä ovat deleetioiden geneettiset ominaisuudet?Sytogeneettisten kriteerien lisäksi on olemassa useita puhtaasti geneettisiä kriteerejä deleetion läsnäolon toteamiseksi, nämä ovat erityisen hyödyllisiä lajeissa, joiden kromosomeja ei voida helposti analysoida sytogeneettisesti.

Kaksi geneettistä kriteeriä, jotka olemme jo kohdanneet. Ensimmäinen on kromosomien epäonnistuminen selviytymisessä homotsygoottina; tämä vaikutus voidaan kuitenkin tuottaa myös millä tahansa tappavalla mutaatiolla. Toiseksi, kromosomit, joissa on deleetioita, eivät voi koskaan palata anormaaliin tilaan. Tämä kriteeri on hyödyllinen vain, jos poistamiseen liittyy joitain spesifisiä fenotyyppejä.

Kolmas kriteeri on, että heterotsygoottisissa deleetioissa deleetiota reunustavien geenien väliset rekombinanttitaajuudet ovat matalampia kuin kontrolliristeillä. Tämä tekee intuitiivisesta, koska osa alueesta sisältää parittoman kromosomaalisen alueen, joka ei voi osallistua ylitykseen. Näemme, että inversioilla on samanlainen vaikutus rekombinanttitaajuuksiin, mutta ne voidaan erottaa muilla tavoilla.

Neljäs kriteeri deletion läsnäolon päättelemiseksi on, että asegmentin poistaminen yhdellä homologilla paljastaa toisinaan resessiiviset alleelit toinen homologi, mikä johtaa heidän odottamattomaan ilmeensä. Harkitse esimerkiksi seuraavassa kaaviossa esitettyjä poistoja:

Tässä tapauksessa ketään kuudesta resessiivisestä alleelista ei odoteta mutta jos ifb ja c ilmaistaan, deleetion oletetaan tapahtuneen toisella homologilla, joka ulottuu bb- ja c + -lokuksille. Koska tällaisissa tapauksissa näyttää siltä, että resessiiviset alleelit osoittavat dominointia, vaikutusta kutsutaan pseudodominanssiksi.

Pseudodominanssivaikutusta voidaan käyttää myös vastakkaiseen suuntaan. Tunnettua joukkoa päällekkäisiä poistoja käytetään uusien mutanttialleelien kartan sijaintien paikantamiseen. Esimerkki hedelmäkärpänen Drosophilasta on esitetty kuvassa 17-4. Tässä kaaviossa rekombinaatiokartta näkyy ylhäällä, merkitty etäisyyksillä karttayksiköissä vasemmasta päästä. Kromosomin alapuolella olevat vaakapalkit osoittavat vasemmalla tunnistettujen deleetioiden laajuutta. Esimerkiksi mutaatiokuiva (pn) osoittaa pseudodominanssin vain deleetion 264-38 kanssa, joka määrittää sen sijainnin alueella 2D-4 – 3A-2. Fa näyttää kuitenkin pseudodominanssin kaikilla kahdella deleetioilla paitsi, joten sen sijainti voidaan osoittaa kaistalle 3C-7.

Poistoanalyysi antaa mahdollisuuden verrata rekombinanttitaajuuteen perustuvaa kytkentäkarttaa poistokartoitukseen perustuvan kromosomikartan kanssa. Kaiken kaikkiaan, vaikka tämä vertailu on tehty, kartat vastaavat hyvin – puhtaasti geneettisen luomuksen tyydyttävä sytologinen tuki.

Lisäksi pseudodominanssilla voidaan kartoittaa pieni poisto jota ei voida bevisualisoida mikroskooppisesti. Tarkastellaan Drosophilan X-kromosomia, joka kantaa resessiivistä tappavaa epäiltyä adeletoitumista; kutsumme tätä kromosomia ”X *”. Voimme ylittää X * -kantavat naiset, joilla on kromosomissa olevia resessiivisiä lokeiden alleeleja. Esimerkiksi kärjen alueella olevien lokusten kartta on

Oletetaan, että saamme kaikki villityypin kärpäset risteyksissä X * / X-naaraiden ja poikasten välillä, joilla on y, dor, br, gt, rst ja vt, mutta saamme swa: n ja w: n pseudodominanssin X *: llä (eli X * / swa osoittaa resessiivisen swa-fenotyypin ja X * / w osoittaa resessiivisen w-fenotyypin.) Silloin meillä on hyvät geneettiset todisteet kromosomin poistoista, joka sisältää ainakin theswa- ja w-locus, mutta ei gt orrst.

Lääkärit havaitsevat säännöllisesti deleetioita ihmisen kromosomeista. Useimmissa tapauksissa luukudokset ovat suhteellisen pieniä, mutta niillä on kuitenkin haitallinen fenotyyppinen vaikutus, vaikka heterotsygoottisia. ihmisen kromosomialueet aiheuttavat fenotyyppisten poikkeavuuksien ainutlaatuisia oireyhtymiä. Esimerkki on cri duchatin oireyhtymä, jonka aiheuttaa kromosomin 5 lyhytvarren kärjen heterotsygoottinen deleetio (kuva 17-5). On tapana kutsua kromosomin lyhyt varsi p ja kutsua pitkä armq. Cri du chat -oireyhtymästä poistetut spesifiset kaistat ovat 5p15,2 ja 5p15,3, jotka ovat kaksi 5p: llä tunnistettavissa olevaa distaalista kaistaa.Oireyhtymän tyypillisin fenotyyppi on se, joka antaa sille nimen, erottuva, samankaltainen mewing-itku, jonka imeväiset ovat tehneet tällä poistolla. Muut oireyhtymien oireyhtymät (epänormaalin pieni pää) ja kuunmaiset kasvot. Kuten muiden poistojen aiheuttama oireyhtymä, myös cri du chat -oireyhtymä sisältää henkisen hidastumisen.

Useimmat ihmisen poistot, kuten ne, joita olemme juuri harkinneet, syntyvät spontaanisti sairastuneen henkilön normaalin vanhemman ituradassa; näin ollen vanhempien somaattisissa kromosomeissa ei löydy merkkejä syöpymisistä. Kuitenkin, kuten näemme myöhemmässä osassa, jotkut ihmisen deleetioista aiheutuvat meioottisista epäsäännöllisyydistä heterotsygoottisessa vanhemmassa toisen tyyppiselle uudelleenjärjestelylle. Esimerkiksi Cri du chat -oireyhtymä voi johtua translokation heterotsygoottisesta vanhemmasta.

Geneetikot ovat kartoittaneet ihmisen geenejä deleetioista käyttämällä molekyylitekniikkaa, jota kutsutaan in situ -hybridisaatioksi. Tämä tekniikka esiteltiin luvuissa 3 ja 6, mutta toistaiseksi voimme tarkastella perusasioita osoittamaan poistojen hyödyllisyyden. Jos mielenkiintoinen geeni tai muu DNA-fragmentti on eristetty modernin molekyylitekniikan avulla, se voidaan merkitä aradioaktiivisella tai kemiallisella leimalla ja lisätä sitten kromosomaaliseen valmisteeseen mikroskoopilla. Tällaisessa tilanteessa DNA tunnistaa normaalin kromosomaalisen vastineensa ja sitoutuu siihen fyysisesti nukleotidien pariliitoksen avulla ja tunnistetaan radioaktiivisuuden tai väriaineen paikaksi. Tällaisten pisteiden tarkkaa sijaintia on vaikea korreloida tiettyjen kaistojen kanssa, mutta poistotekniikka tulee auttamaan. Jos deleetio tapahtuu kyseisen lokuksen ulottuville, mitään pistettä ei tule näkyviin, kun testi suoritetaan deleetion kantavan kromosomin kanssa, koska sitoutumisalue yksinkertaisesti ei ole läsnä (kuvio 17-6). Pelastamalla solulinjoja poistetuilta potilailta, geneettiset asiantuntijat kehittävät päällekkäisten poistojen testipaneeleja, jotka kattavat tietyt kromosomaaliset alueet, ja näitä testipaneeleja voidaan käyttää geenin sijainnin määrittämiseen. Esimerkki kromosomista 11 on esitetty kuvissa 17-7. Deleetioiden laajuus testipaneelissa on esitetty pystysuorina pylväinä, ja testatut koodatut DNA-fragmentit on esitetty oikealla. Jos esimerkiksi fragmentti 270 ei sitoutunut deleetioihin35, 8, 10, 7, 9, 23, 24, A2, 27A ja 4D, mutta sitoutui muihin deleetioihin, voidaan päätellä, että tämä DNA-pala oli alun perin peräisin alue, jonka alueet ovat 11q13.5 ja 11q21.

Kromosomimutaatioita esiintyy usein syöpäsoluissa, ja näemme useita tapauksia tässä ja seuraavassa luvussa. Esimerkkinä kuvio 17-8 esittää joitain kiinteiden kasvainten johdonmukaisesti havaittuja deleetioita. Kaikissa kasvaimen soluissa ei ole ilmoitettua poistoa, ja yhdessä kasvaimessa voi usein esiintyä erilaisten kromosomimutaatioiden seosta. Tällaisten muutosten vaikutusta syövän fenotyyppiin ei ymmärretä.

Mielenkiintoinen ero eläinten ja kasvien välillä paljastuu poistoilla. Poistokromosomille heterotsygoottinen ja normaali maleanimaali tuottaa toimivia siittiöitä, jotka kuljettavat molempia kromosomeja suunnilleen yhtä paljon. Toisin sanoen siittiöt näyttävät toimivan jossain määrin niiden geneettisestä sisällöstä riippumatta. Diploidisissa kasveissa adelaatioheterotsygootin tuottama siitepöly on sen sijaan kahden tyyppinen: (1) normaalikromosomia kantava toiminnallinen siitepöly ja (2) puutteellisen homologin kantava ei-toimiva (tai keskeytetty) siitepöly, joten siitepölysolut näyttävät olevan herkkä kromosomimateriaalin määrän muutoksille, ja tämä herkkyys voi poistaa poistoja. Tilanne on hiukan erilainen polyploidikasvien kohdalla, jotka ovat paljon suvaitsevaisempia pölytyksille. Tämä suvaitsevaisuus johtuu siitä, että jopa siitepölyssä on useita kromosomiryhmiä, ja segmentin menetys yhdessä näistä sarjoista on vähemmän ratkaisevaa kuin haploidissa siitepölysolussa.Sekä diploidisissa että polyploidisissa kasveissa olevat munasarjat ovat myös melko suvaitsevaisia deleetioille, oletettavasti ympäröivien äidin kudosten hoitavan vaikutuksen vuoksi.