Back to chapter

10.15:

Π“Π΅Π½ΠΎΠΌΠ½Ρ‹ΠΉ ΠΈΠΌΠΏΡ€ΠΈΠ½Ρ‚ΠΈΠ½Π³ ΠΈ наслСдованиС

JoVE Core
Molecular Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Molecular Biology
Genomic Imprinting and Inheritance

Languages

Share

Π“Π΅Π½ΠΎΠΌΠ½Ρ‹ΠΉ ΠΈΠΌΠΏΡ€ΠΈΠ½Ρ‚ΠΈΠ½Π³ явлСниС, Π·Π°ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π°ΡŽΡ‰Π΅Π΅ΡΡ Π² Ρ‚ΠΎΠΌ, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π½Π° Ρ€Π΅Π³ΡƒΠ»ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΠ΅ экспрСссии Π³Π΅Π½Π° влияСт Ρ‚ΠΎΡ‚ Ρ€ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒ, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹ΠΉ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Π΄Π°Π» Π³Π΅Π½ ΠΊ своСму потомству. БоматичСскиС ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΊΠΈ ΠΌΠ½ΠΎΠ³ΠΈΡ… ΠΎΡ€Π³Π°Π½ΠΈΠ·ΠΌΠΎΠ², Π½Π°ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€, ΠΌΠ»Π΅ΠΊΠΎΠΏΠΈΡ‚Π°ΡŽΡ‰ΠΈΡ…, Π΄ΠΈΠΏΠ»ΠΎΠΈΠ΄Π½Ρ‹. Π’ΠΎ Π΅ΡΡ‚ΡŒ Ρƒ Π½ΠΈΡ… Π΅ΡΡ‚ΡŒ Π΄Π²Π΅ ΠΊΠΎΠΏΠΈΠΈ Π³Π΅Π½ΠΎΠΌΠ°-ΠΎΠ΄ΠΈΠ½ унаслСдован ΠΎΡ‚ ΠΎΡ‚Ρ†Π°, ΠΈ ΠΎΠ΄ΠΈΠ½ ΠΎΡ‚ ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈ.Копии Ρ‚ΠΎΠ³ΠΎ ΠΆΠ΅ Π³Π΅Π½ Π² соматичСских ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΊΠ°Ρ… извСстны ΠΊΠ°ΠΊ Π°Π»Π»Π΅Π»ΠΈ. Π’ Π±ΠΎΠ»ΡŒΡˆΠΈΠ½ΡΡ‚Π²Π΅ случаСв ΠΎΠ±Π° аллСля Π²Ρ‹Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½Ρ‹ ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ²Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½Π½ΠΎ. Однако, нСбольшоС количСство Π³Π΅Π½ΠΎΠ² Π²Ρ‹Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½ΠΎ Π² зависимости ΠΎΡ‚ источника наслСдства ΠΈΠ·-Π·Π° ΠΈΠΌΠΏΡ€ΠΈΠ½Ρ‚Π° ΠΈΠ»ΠΈ ΠΌΠ°Ρ€ΠΊΠ΅Ρ€Π°, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹ΠΉ сопровоТдаСт Π³Π΅Π½, Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠΉ ΠΊΠ°ΠΊ ΠΌΠ΅Ρ‚ΠΈΠ»ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΠ΅.Π­Ρ‚ΠΎ ΠΌΠ΅Ρ‚ΠΈΠ»ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΠ΅ являСтся устойчивым ΠΊ дСмСтиляции которая происходит послС оплодотворСния ΠΈ поэтому наслСдуСтся потомством. ΠœΠ΅Ρ‚ΠΈΠ»ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΠ΅ Π”ΠΠš ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ ΠΈΠ»ΠΈ ΠΎΡ‚Ρ€ΠΈΡ†Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ Ρ€Π΅Π³ΡƒΠ»ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒ ΡΠΊΡΠΏΡ€Π΅ΡΡΠΈΡŽ Π³Π΅Π½Π°. Π’ ΠΌΡ‹ΡˆΠ°Ρ…, копия Π³Π΅Π½Π°, сходного с инсулином Ρ„Π°ΠΊΡ‚ΠΎΡ€Π° роста 2, унаслСдованного ΠΎΡ‚ ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈ, ΠΎΡ‚ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π΅Π½Π°.Π’ Ρ‚ΠΎ врСмя ΠΊΠ°ΠΊ копия ΠΎΡ‚ ΠΎΡ‚Ρ†Π° выраТаСтся ΠΈΠ·-Π·Π° ΠΈΠΌΠΏΡ€ΠΈΠ½Ρ‚ΠΈΠ½Π³Π°. РСгуляторная ΠΏΠΎΡΠ»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΡΡ‚ΡŒ Π”ΠΠš полавдяСт инсулин-ΠΏΠΎΠ΄ΠΎΠ±Π½Ρ‹ΠΉ Π³Π΅Π½ Ρ„Π°ΠΊΡ‚ΠΎΡ€Π° роста 2 Π±Π΅Π»ΠΎΠΊ-изолятор связан. Для аллСля, унаслСдованного ΠΎΡ‚ ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈ, отсутствиС мСтилирования ΠΏΡ€ΠΈΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ ΠΊ рСпрСссии Π² ΠΎΡ‚Π½ΠΎΡˆΠ΅Π½ΠΈΠΈ Π³Π΅Π½Π° Π±Π΅Π»ΠΊΠΎΠΌ изолятора.Для аллСля ΠΎΡ‚ ΠΎΡ‚Ρ†Π°, ΠΌΠ΅Ρ‚ΠΈΠ»ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΠ΅ Π² этой ΠΏΠΎΡΠ»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΡΡ‚ΠΈ ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠΆΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎ влияСт Π½Π° ΡΠΊΡΠΏΡ€Π΅ΡΡΠΈΡŽ аллСля ΠΏΡ€Π΅Π΄ΠΎΡ‚Π²Ρ€Π°Ρ‚ΠΈΠ² связываниС Π±Π΅Π»ΠΊΠ°, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π² Ρ€Π΅Π·ΡƒΠ»ΡŒΡ‚Π°Ρ‚Π΅ позволяСт ΡΠΊΡΠΏΡ€Π΅ΡΡΠΈΡŽ Π³Π΅Π½Π°. Π“Π΅Π½ΠΎΠΌΠ½Ρ‹ΠΉ ΠΈΠΌΠΏΡ€ΠΈΠ½Ρ‚ΠΈΠ½Π³ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ Π½Π°Π½ΠΎΡΠΈΡ‚ΡŒ ΡƒΡ‰Π΅Ρ€Π± потомству ΠΊΠΎΠ³Π΄Π° ΠΎΠ±Ρ‹Ρ‡Π½ΠΎ Π²Ρ‹Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½Π½Ρ‹ΠΉ аллСль ΠΌΡƒΡ‚ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Π½. Π’ ΠΎΡ‚Π»ΠΈΡ‡ΠΈΠ΅ ΠΎΡ‚ Π±ΠΎΠ»ΡŒΡˆΠΈΠ½ΡΡ‚Π²Π° Π³Π΅Π½ΠΎΠ², Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΎΠΉ аллСль Π½Π΅ ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ ΠΊΠΎΠΌΠΏΠ΅Π½ΡΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒ ΠΌΡƒΡ‚Π°Ρ†ΠΈΡŽ ΠΈΠ·-Π·Π° ΠΎΡ‚ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π΅Π½ΠΈΡ Π³Π΅Π½ΠΎΠΌΠ½Ρ‹ΠΌ ΠΈΠΌΠΏΡ€ΠΈΠ½Ρ‚ΠΈΠ½Π³ΠΎΠΌ.НапримСр, зависящий ΠΎΡ‚ Ρ†ΠΈΠΊΠ»ΠΈΠ½Π° ΠΈΠ½Π³ΠΈΠ±ΠΈΡ‚ΠΎΡ€ ΠΊΠΈΠ½Π°Π·Ρ‹ 1C это Π³Π΅Π½, ΠΊΠΎΠ΄ΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΠΉ Π±Π΅Π»ΠΊΠΈ, ΠΎΡ‚Π²Π΅Ρ‡Π°ΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ Π·Π° ΠΌΠΎΠ΄ΡƒΠ»ΡΡ†ΠΈΡŽ ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΎΡ‡Π½ΠΎΠ³ΠΎ дСлСния. Π“Π΅Π½ΠΎΠΌΠ½Ρ‹ΠΉ ΠΈΠΌΠΏΡ€ΠΈΠ½Ρ‚ΠΈΠ½Π³ обСспСчиваСт Π²Ρ‹Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½ΠΈΠ΅ Ρ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎ матСринского аллСля. ΠžΡ‚ΡΡƒΡ‚ΡΡ‚Π²ΠΈΠ΅ ΠΈΠ»ΠΈ мутация матСринского аллСля способствуСт Ρ‚Π°ΠΊΠΎΠΌΡƒ извСстному ΡΠΎΡΡ‚ΠΎΡΠ½ΠΈΡŽ, ΠΊΠ°ΠΊ синдром БСккаса-Π’ΠΈΠ΄Π΅ΠΌΠ°Π½Π°.Π₯Π°Ρ€Π°ΠΊΡ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ·ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΠΉΡΡ большим Ρ€Π°Π·ΠΌΠ΅Ρ€ΠΎΠΌ Ρ‚Π΅Π»Π°, большим языком, ΠΈ Π²Ρ‹ΡΡ‚ΡƒΠΏΠ°ΡŽΡ‰ΠΈΠΌΠΈ Π·Π° ΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»Π° Ρ‚Π΅Π»Π° Π²Π½ΡƒΡ‚Ρ€Π΅Π½Π½ΠΈΠΌΠΈ ΠΎΡ€Π³Π°Π½Π°ΠΌΠΈ, Π²Ρ‹ΡΡ‚ΡƒΠΏΠ°ΡŽΡ‰ΠΈΠΌΠΈ Ρ‡Π΅Ρ€Π΅Π· ΠΏΡƒΠΏΠΎΠΊ.

10.15:

Π“Π΅Π½ΠΎΠΌΠ½Ρ‹ΠΉ ΠΈΠΌΠΏΡ€ΠΈΠ½Ρ‚ΠΈΠ½Π³ ΠΈ наслСдованиС

Π”ΠΈΠΏΠ»ΠΎΠΈΠ΄Π½Ρ‹Π΅ ΠΎΡ€Π³Π°Π½ΠΈΠ·ΠΌΡ‹ Π½Π°ΡΠ»Π΅Π΄ΡƒΡŽΡ‚ гСнСтичСский ΠΌΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ°Π» Π² хромосомах ΠΎΡ‚ ΠΎΠ±ΠΎΠΈΡ… Ρ€ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚Π΅Π»Π΅ΠΉ. Копии ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΈ Ρ‚ΠΎΠ³ΠΎ ΠΆΠ΅ Π³Π΅Π½Π° извСстны ΠΊΠ°ΠΊ Π°Π»Π»Π΅Π»ΠΈ. Π’ Π±ΠΎΠ»ΡŒΡˆΠΈΠ½ΡΡ‚Π²Π΅ случаСв ΠΎΠ±Π° аллСля ΡΠΊΡΠΏΡ€Π΅ΡΡΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‚ΡΡ ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ²Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½Π½ΠΎ ΠΈ ΠΏΠΎΠ·Π²ΠΎΠ»ΡΡŽΡ‚ Ρ€Π°Π·Π»ΠΈΡ‡Π½Ρ‹ΠΌ ΠΊΠ»Π΅Ρ‚ΠΎΡ‡Π½Ρ‹ΠΌ процСссам ΠΎΠΏΡ‚ΠΈΠΌΠ°Π»ΡŒΠ½ΠΎ Ρ„ΡƒΠ½ΠΊΡ†ΠΈΠΎΠ½ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒ. Если ΠΎΠ΄ΠΈΠ½ ΠΈΠ· Π°Π»Π»Π΅Π»Π΅ΠΉ отсутствуСт ΠΈΠ»ΠΈ ΠΌΡƒΡ‚ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Π½, экспрСссия Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΎΠ³ΠΎ аллСля ΠΌΠΎΠΆΠ΅Ρ‚ ΠΊΠΎΠΌΠΏΠ΅Π½ΡΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒ, ΠΎΠ΄Π½Π°ΠΊΠΎ это Π²Π΅Ρ€Π½ΠΎ Π½Π΅ для всСх Π³Π΅Π½ΠΎΠ².

ЭкспрСссия Π½Π΅ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Ρ… Π³Π΅Π½ΠΎΠ² зависит ΠΎΡ‚ Ρ‚ΠΎΠ³ΠΎ, ΠΊΠ°ΠΊΠΎΠΉ Ρ€ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Π΄Π°Π» Π³Π΅Π½ потомству, вслСдствиС Ρ„Π΅Π½ΠΎΠΌΠ΅Π½Π°, извСстного ΠΊΠ°ΠΊ Π³Π΅Π½ΠΎΠΌΠ½Ρ‹ΠΉ ΠΈΠΌΠΏΡ€ΠΈΠ½Ρ‚ΠΈΠ½Π³. ΠŸΡ€ΠΈ Π³Π΅Π½ΠΎΠΌΠ½ΠΎΠΌ ΠΈΠΌΠΏΡ€ΠΈΠ½Ρ‚ΠΈΠ½Π³Π΅ Π”ΠΠš, ΠΊΠΎΠ΄ΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‰Π°Ρ Π³Π΅Π½ ΠΈΠ»ΠΈ Π΅Π³ΠΎ Ρ€Π΅Π³ΡƒΠ»ΡΡ‚ΠΎΡ€Π½ΡƒΡŽ ΠΏΠΎΡΠ»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΡΡ‚ΡŒ, импринтируСтся химичСскими ΠΌΠ΅Ρ‚ΠΊΠ°ΠΌΠΈ, Ρ‚Π°ΠΊΠΈΠΌΠΈ ΠΊΠ°ΠΊ ΠΌΠ΅Ρ‚ΠΈΠ»ΡŒΠ½Ρ‹Π΅ Π³Ρ€ΡƒΠΏΠΏΡ‹, Ρ‚ΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΎ Π² ΠΊΠΎΠΏΠΈΠΈ, унаслСдованной ΠΎΡ‚ ΠΊΠΎΠ½ΠΊΡ€Π΅Ρ‚Π½ΠΎΠ³ΠΎ родитСля. Π­Ρ‚ΠΈ ΠΌΠ΅Ρ‚ΠΊΠΈ устойчивы ΠΊ Π΄Π΅ΠΌΠ΅Ρ‚ΠΈΠ»ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΡŽ Π²ΠΎ врСмя оплодотворСния ΠΈ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Π΄Π°ΡŽΡ‚ΡΡ потомству для сСлСктивной экспрСссии Π³Π΅Π½ΠΎΠ².

Иногда Π΄Π²Π΅ ΠΊΠΎΠΏΠΈΠΈ Π³Π΅Π½Π° унаслСдованы ΠΎΡ‚ ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ³ΠΎ ΠΈ Ρ‚ΠΎΠ³ΠΎ ΠΆΠ΅ родитСля, Π° Π³Π΅Π½ Π΄Ρ€ΡƒΠ³ΠΎΠ³ΠΎ родитСля отсутствуСт.  ΠœΠ°Ρ‚Π΅Ρ€ΠΈΠ½ΡΠΊΠ°Ρ ΠΎΠ΄Π½ΠΎΡ€ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΡΠΊΠ°Ρ дисомия – это присутствиС Π΄Π²ΡƒΡ… ΠΊΠΎΠΏΠΈΠΉ матСринского Π³Π΅Π½Π°. Напротив, отцовская ΠΎΠ΄Π½ΠΎΡ€ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΡΠΊΠ°Ρ дисомия – это наслСдованиС Π΄Π²ΡƒΡ… ΠΊΠΎΠΏΠΈΠΉ ΠΎΡ‚ ΠΎΡ‚Ρ†Π°. Если Π΅ΡΡ‚ΡŒ Π΄Π²Π΅ ΠΊΠΎΠΏΠΈΠΈ ΠΏΠΎΠ΄Π°Π²Π»Π΅Π½Π½ΠΎΠ³ΠΎ аллСля, Π° Ρ‚ΠΈΠΏΠΈΡ‡Π½ΠΎ Π²Ρ‹Ρ€Π°ΠΆΠ΅Π½Π½Ρ‹ΠΉ аллСль отсутствуСт, это часто ΠΏΡ€ΠΈΠ²ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚ ΠΊ гСнСтичСскому Π½Π°Ρ€ΡƒΡˆΠ΅Π½ΠΈΡŽ.

ЗаболСвания Ρ‡Π΅Π»ΠΎΠ²Π΅ΠΊΠ°, связанныС с Π³Π΅Π½ΠΎΠΌΠ½Ρ‹ΠΌ ΠΈΠΌΠΏΡ€ΠΈΠ½Ρ‚ΠΈΠ½Π³ΠΎΠΌ

ЗаболСвания людСй, связанныС с Π³Π΅Π½ΠΎΠΌΠ½Ρ‹ΠΌ ΠΈΠΌΠΏΡ€ΠΈΠ½Ρ‚ΠΈΠ½Π³ΠΎΠΌ, Π²ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π°ΡŽΡ‚ синдром Π‘Π΅ΠΊΠ²ΠΈΡ‚Π°-Π’ΠΈΠ΄Π΅ΠΌΠ°Π½Π½Π°, синдром АнгСльмана,  синдром ΠŸΡ€Π°Π΄Π΅Ρ€Π°-Π’ΠΈΠ»Π»ΠΈ ΠΈ Π½Π΅ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Π΅ Π²ΠΈΠ΄Ρ‹ Ρ€Π°ΠΊΠ°.

И синдром ΠŸΡ€Π°Π΄Π΅Ρ€Π°-Π’ΠΈΠ»Π»ΠΈ, ΠΈ синдром АнгСльмана связаны с хромосомой 15. Π‘ΠΈΠ½Π΄Ρ€ΠΎΠΌ ΠŸΡ€Π°Π΄Π΅Ρ€Π°-Π’ΠΈΠ»Π»ΠΈ Π²ΠΎΠ·Π½ΠΈΠΊΠ°Π΅Ρ‚ ΠΏΡ€ΠΈ матСринской ΠΎΠ΄Π½ΠΎΡ€ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΡΠΊΠΎΠΉ дисомии. Π›ΡŽΠ΄ΠΈ с этим синдромом ΠΌΠΎΠ³ΡƒΡ‚ Π΄Π΅ΠΌΠΎΠ½ΡΡ‚Ρ€ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒ ΠΎΠΆΠΈΡ€Π΅Π½ΠΈΠ΅, ΠΏΠΎΠ»ΠΎΠ²ΠΎΠ΅ Π½Π΅Π΄ΠΎΡ€Π°Π·Π²ΠΈΡ‚ΠΈΠ΅ ΠΈ психичСскиС расстройства. Π‘ΠΈΠ½Π΄Ρ€ΠΎΠΌ АнгСльмана связан с отцовской ΠΎΠ΄Π½ΠΎΡ€ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚Π΅Π»ΡŒΡΠΊΠΎΠΉ дисомиСй. Π›ΡŽΠ΄ΠΈ с этим синдромом ΠΌΠΎΠ³ΡƒΡ‚ ΠΈΠΌΠ΅Ρ‚ΡŒ психичСскиС отклонСния, отклонСния Π² Ρ€Π°Π·Π²ΠΈΡ‚ΠΈΠΈ, Π½Π°Ρ€ΡƒΡˆΠ΅Π½ΠΈΡ сна ΠΈ Π³ΠΈΠΏΠ΅Ρ€Π°ΠΊΡ‚ΠΈΠ²Π½ΠΎΡΡ‚ΡŒ.

Suggested Reading

  1. Butler M. G. (2009). Genomic imprinting disorders in humans: a mini-review. Journal of assisted reproduction and genetics, 26(9-10), 477–486.
  2. Lobo, I. (2008) Genomic Imprinting and Patterns of Disease Inheritance. Nature Education 1(1):66