A spontán előforduló törlés folyamatának két kromoszómatörést kell tartalmaznia a beavatkozó szegmens kivágására. Ha a két vég csatlakozik, és az egyik thecentromerát hordoz, akkor egy rövidített kromoszóma keletkezik, amely állítólag deléciót hordoz. A beillesztett töredék acentrikus; következésképpen mozdulatlan és elveszik. A kromoszóma-átrendeződések kiváltására hatásos mutagén az ionizáló sugárzás. Ez a fajta sugárzás, amelynek példái a röntgensugarak és a γ-sugarak, nagyon energikus és kromoszómatöréseket okoz. A törések újrabeállításának módja meghatározza az előállított átrendeződés típusát. Kétféle törlés lehetséges. Két törés okozhat intersticiális törlést, amint az a 17-2. Ábrán látható. Elvileg egyetlen szünet okozhatja a terminál törlését; de a speciális kromoszóma tippek (telomerek) szükségessége miatt valószínűleg a terminál törlések két szünetet is tartalmaznak, egyet a telomer közelében.

A törlések hatása a méretüktől függ. Egy génen belüli kis deléció, az úgynevezett intragén deléció inaktiválja a gént, és ugyanolyan hatást fejt ki, mint a gén egyéb nullmutációi. Ha a homozigóta nullfenotípus életképes (mint például az emberi albinizmusban), akkor a homozigóta deléció is életképes lesz. Az intragén deléciók megkülönböztethetők az egyetlen nukleotidváltozástól, mivel ezek nem visszafordíthatók.

A legtöbb esetben ebben a részben multigén deléciókkal fogunk foglalkozni, olyanokkal, amelyek két-több ezer gént eltávolítanak. A multigén törléseknek súlyos következményei vannak. Ha beltenyésztéssel egy ilyen törlést homozigótává teszünk (vagyis ha mindkét homológnak ugyanaz a törlése), akkor a kombináció szinte mindig letális. Ez az eredmény azt sugallja, hogy a kromoszómák legtöbb régiója elengedhetetlen a normális életképességhez, és hogy bármelyik szegmens teljes eltávolítása a genomból káros. Még azok az egyének sem maradhatnak életben, akik heterozigóta szenvednek egy multigenikus deléció miatt – azok, akiknek onenormális homológja van, és amelyik a törlést hordozza. Ennek a túlélésnek számos oka lehet. Először is, egy genomot az evolúció során “finomhangoltak”, hogy megkövetelje a gének sajátos egyensúlyát, és a törlés felborítja ezt az egyensúlyt. Ebben az egyensúlyi fogalommal többször találkozunk ebben a fejezetben, és a következőben, mert a kromoszóma mutációk többféle típusa felborítja a terátiát, vagy egyensúly, a genomban lévő gének. Másodszor, sok organizmusban arerecesszív letális és egyéb káros mutációk vannak az egész genomban. Ha vad típusú allélok “borítják” őket a másik homológon, akkor ezek a recesszívumok nem fejeződnek ki. A törlés azonban “fedje fel” a recesszívákat, lehetővé téve kifejezésüket fenotípusos szinten.

Mindazonáltal néhány apró deléció életképes egy normál homológgal kombinálva. Ezekben az esetekben a törlést néha citogenetikai elemzéssel lehet azonosítani. Heterozigóta deléció esetén a deléció régiója meghatározható azáltal, hogy a normál homológ párosulása megszakad, ami deléciós hurkot eredményez (17-3a. ábra). A rovarokban a politén kromoszómákban deléciókat észlelnek, amelyekben a homológok összeolvadnak (17-3b. Ábra). A törlés egy adott kromoszóma helyhez rendelhető úgy, hogy meghatározza, melyik kromoszómán látható a hurok és a hurok kromoszóma mentén.

Egyes kromoszóma régiók deléciói saját egyedi fenotípusokat eredményeznek. Jó példa a Drosophila egyik specifikus kis kromoszóma régiójának törlése. Amikor az egyik homológ végzi a deléciót, a légy egyedülálló, rovarszárnyú fenotípust mutat, így a deléció e tekintetben domináns mutációként működik. De a törlés homozigóta esetén halálos, ezért halálos hatása szempontjából arecesszív. Bizonyos deléciók specifikus domináns fenotípusos hatását az okozhatja, hogy az egyik kromoszómatörés az agén belsejében van, amely megszakadva domináns mutációként fog működni.

Melyek a deléciók genetikai tulajdonságai?A citogenetikai kritériumok mellett számos tisztán genetikai kritérium létezik a deléció jelenlétének megállapítására. Ezek a kritériumok különösen hasznosak azoknál a fajoknál, amelyek kromoszómáit nem könnyen elemezhetik citogenetikailag.

Két genetikai kritérium, amellyel már találkoztunk. Az első a thechromosoma sikertelensége, hogy homozigótaként maradjon életben; ez a hatás azonban bármilyen halálos mutációval is kiváltható. Másodszor, a delécióval rendelkező kromoszómák soha nem térhetnek vissza anormális állapotba. Ez a kritérium csak akkor hasznos, ha van néhány specifikus fenotípus, amely társul a törléshez.

Harmadik kritérium, hogy heterozigóta deléciókban a deléciót kísérő gének közötti rekombináns frekvenciák alacsonyabbak, mint a kontroll keresztezéseknél. Ez intuitívvé teszi, mert a régió egy része párosítatlan kromoszóma-régiót tartalmaz, amely nem vehet részt az átkelésben. Látni fogjuk, hogy az inverziók hasonló hatást gyakorolnak a rekombináns frekvenciákra, de más módon megkülönböztethetők.

A deléció jelenlétére következtetés negyedik kritériuma, hogy az aszegmentum törlése egy homológon néha feloldja a recesszív allélokat a másikhomológus, ami váratlan kifejezésükhöz vezet. Vegyük például a következő ábrán bemutatott törléseket:

Ebben az esetben a hat recesszív allél egyike sem várható kifejezni, de, ha azb és c kifejeződik, akkor azt javasoljuk, hogy egy törlés történt a másik homológon, amely a b + és c + lókuszokat öleli fel. Mivel ilyenkor úgy tűnik, hogy a recesszív allélok dominanciát mutatnak, a hatást pszeudodominanciának nevezzük. Az átfedő törlések ismert halmazát használják az új mutáns allélek térképi pozícióinak felkutatására. Ezt az eljárást törlési leképezésnek hívják. A Drosophila gyümölcslégy példája látható a 17-4. Ábrán. Ebben a diagramban a rekombinációs térkép a tetején látható, térképegységekben a bal végtől távolsággal jelölve. A thechromosoma alatti vízszintes sávok a bal oldalon azonosított deléciók mértékét mutatják. A mutációs szilva (pn) például csak 264-38 delécióval mutat pszeudodominanciát, amely meghatározza annak helyét a 2D-4 – 3A-2 régióban. Ugyanakkor a fa pszeudodominanciát mutat két kivételével, így annak helyzete pontosan meghatározható a 3C-7 sávra.

A törlési elemzés lehetővé teszi a rekombináns gyakoriságon alapuló összekapcsolási térkép és a törlés feltérképezése alapján a kromoszómatérkép összehasonlítását. Általánosságban elmondható, hogy összehasonlítás esetén a térképek jól megfelelnek – a tisztán genetikai alkotás kielégítő citológiai eloszlása.

Ezenkívül az áldominancia felhasználható egy kis törlés feltérképezésére. amelyet nem lehet bevizualizálni mikroszkóppal. Vegyünk egy X kromoszómát inDrosophila-ban, amely recesszív letált hordoz magában, akinek gyanúja szerint adeletió; ezt a kromoszómát “X *” -nek hívjuk. Keresztbe tehetjük az X * -tartalmú nőstényeket, akiknél a lókuszok recesszív alléljeit hordozzák a kromoszómán. Például a csúcsrégióban található lókuszok térképe

Tegyük fel, hogy az összes vad típusú legyet keresztbe vesszük X * / X nőstények és az y, dor, br, gt, rst és vt között, de a swa és w pszeudodominanciáját X * -vel (vagyis X * -vel) kapjuk meg. / swa mutatja a recesszív swa fenotípust és X * / w a recesszív w fenotípust mutatja.) Ezután jó genetikai bizonyítékokkal rendelkezünk a kromoszóma törléséről, amely legalább theswa és w locusokat tartalmaz, de nem tartalmaz gt orrst.

A klinikusok rendszeresen találnak deléciókat az emberi kromoszómákban. A legtöbb esetben a theteletiók viszonylag kicsiek, de ennek ellenére kedvezőtlen fenotípusos hatásuk van, bár heterozigóta. az emberi kromoszóma régiók a fenotípusos rendellenességek egyedi szindrómáit idézik elő. Példa erre a cri duchat szindróma, amelyet az 5. kromoszóma rövid karjának csúcsának heterozigóta deléciója okoz (17-5. Ábra). Az a szokás, hogy a kromoszóma rövid karját p-nek, a hosszú karját pedigq-nak hívjuk. A cri du chat szindrómában törölt specifikus sávok az 5p15.2 és az 5p15.3, a kettő disztális sáv az 5p-n azonosítható.A tünetegyüttes legjellemzőbb fenotípusa az, amely a nevét adja, a csecsemők által megkülönböztető, katasztrófa jellegű kiáltások ezzel a törléssel. A szindrómás mikroencephalia (rendellenesen kicsi fej) és egy holdszerű arc egyéb fenotípusos megnyilvánulásai. A többi deléció által okozott szindrómához hasonlóan a cri du chat szindróma magában foglalja a mentális retardációt is.

A legtöbb emberi deléció, mint pl. azok, amelyeket éppen figyelembe vettünk, spontán felmerülnek az érintett személy normális szülőjének csíravonalában; így a szülők szomatikus kromoszómáiban nem találhatók thedeletiók jelei. Azonban, amint azt egy későbbi szakaszban látni fogjuk, néhány emberi deléciót meiotikus szabálytalanságok idéznek elő egy másik típusú átrendeződésre heterozigóta szülőben. A Cri du chat szindróma például a transzlokációhoz heterozigóta szülőből származhat.

A genetikusok molekuláris technikának nevezett in situ hibridizáció segítségével térképezték fel a deléciókból származó emberi géneket. Ezt a technikát a 3. és a 6. fejezet vezette be, de most áttekinthetjük az alapokat, hogy megmutassuk a törlések hasznosságát. Ha egy érdekes gént vagy más DNS-fragmenst izoláltak a modern molekuláris technológia alkalmazásával, akkor azokat aradioaktív vagy kémiai jelöléssel lehet megjelölni, majd temoszkóp alatt hozzá lehet adni egy kromoszómális készítményhez. Ilyen helyzetben a DNS nukleotid-párosítással felismeri és fizikailag kötődik normális kromoszóma-megfelelőjéhez, és rádióaktivitásként vagy festékként ismeri fel. Az ilyen foltok pontos elhelyezkedését nehéz korrelálni az adott sávokkal, de a törlési technika segít. Ha egy deléció bekövetkezik a szóban forgó lokuszon át, akkor a futtatáskor a deléciót hordozó kromoszómával a vizsgálat nem jelenik meg, mivel a kötéshez szükséges régió egyszerűen nincs jelen (17-6. Ábra). A delécióval rendelkező betegek sejtvonalainak megmentésével a genetikusok átfedő deletiókból álló tesztpaneleket dolgoznak ki, amelyek átfedik a specifikus kromoszóma régiókat, és ezek a tesztpanelek felhasználhatók egy gén helyzetének meghatározására. A 11. kromoszómából mutatunk be egy példát a 17-7. Ábrán. A tesztpanel delécióinak mértékét függőleges oszlopok, a tesztelt kódolt DNS-fragmensek pedig jobbra mutatják. Ha például a 270 fragmens nem tud kötődni a 35, 8, 10, 7, 9, 23, 24, A2, 27A és 4D deléciókhoz, de kötődik a többi delécióhoz, akkor arra lehet következtetni, hogy ez a DNS-darab eredetileg a régiót a 11q13.5 és a 11q21 határolja.

A rákos sejtekben gyakran kromoszóma mutációk lépnek fel, és ebben az és a következő fejezetben több esetet is meglátunk. Példaként a 17-8. Ábra mutat néhány, a szilárd daganatokban következetesen előforduló deléciót. Egy daganat nem minden sejtje mutatja a jelzett deléciót, és gyakran egy tumorban különböző kromoszóma mutációk keveréke található. Az ilyen változások hozzájárulása a rák fenotípusához nem ismert.

Az állatok és növények közötti érdekes különbséget a törlések tárják fel. A deléciós kromoszómára heterozigóta és normális maleanimális funkcionális spermiumokat termel, amelyek mindkét kromoszómát megközelítőleg azonos számban hordozzák. Más szavakkal, úgy tűnik, hogy a spermiumok bizonyos mértékben működnek, tekintet nélkül genetikai tartalmukra. A diploid növényekben viszont az adeletiós heterozigóta által termelt pollennek két típusa van: (1) a normál kromoszómát hordozó funkcionális pollen és (2) a hiányos homológot hordozó nem funkcionális (vagy megszakított) pollen. Így a pollensejtek érzékeny a kromoszalmás anyag mennyiségének változásaira, és ez az érzékenység kijavíthatja a deléciókat. A helyzet némileg eltér a poliploid növényeknél, amelyek sokkal jobban tolerálják a pollendeletiókat. Ez a tolerancia annak a ténynek köszönhető, hogy még a pollen is több kromoszóma készletet hordoz, és egy szegmens elvesztése ezen halmazok egyikében kevésbé fontos, mint egy haploid pollen sejtben.A diploid vagy a poliploid növényekben lévő petesejtek is meglehetősen toleránsak a deléciókra, feltehetően a környező anyai szövetek tápláló hatása miatt.