30. Как учитывается кроссинговер у гаплоидных организмов? Можно ли предсказать результаты скрещивания, если известна частота кроссинговера?

Если во время мейотического деления произошел кроссинговер, то его последствия можно наблюдать и учитывать по продуктам мейоза (тетрадный анализ). Для этого наиболее удобно использовать плесневый гриб Neurospora crassa. У гетерозигот Аа в результате мейоза и следующего за ним митоза в каждом аске образуется по восемь спор, различающихся по окраске: четыре окрашенные зрелые споры А и четыре неокрашенные незрелые споры а. Если в профазе мейоза не произошло кроссинговера, расположение спор будет ААААаааа или ааааАААА. Если же кроссинговер произошел, расположение спор окажется измененным в разнообразных вариантах: ААааААаа, ааААааАА, ААааааАА ааААААаа, зависящих от расхождения хроматид в первом и втором делении мейоза (рис. 10).

Рис. 10. Схема образования аскоспор у нейроспоры: а - сумка; б - стадия четырех нитей; в - кроссинговер

У гаплоидных организмов число кроссоверных генотипов точно соответствует числу кроссоверных спор или гамет, поэтому и у диплоидов вполне правомерно судить о частоте кроссинговера по числу рекомбинантов в потомстве.

Если известны частота кроссинговера между двумя генами и какие гаметы и в каком отношении образует гетерозигота по двум сцепленным генам, то можно предсказать результаты скрещивания. Например, установлено, что гены А и В сцеплены с показателем перекреста 20%. Скрещивание гомозиготных линий АВ/АВ и ab/ab в F₁ даст гетерозиготы АВ/аb, которые образуют четыре типа гамет:

Составив решетку Пеннета с учетом частоты гамет каждого типа, можно подсчитать расщепление в F₂ (табл. 5).

Таблица 5. Расщепление в F₂ при наличии кроссинговера

При суммировании фенотипически одинаковых особей в F₂ окажется 66% A-B-, 9% А-bb, 9% ааВ- и 16% ааbb.

Если гены локализованы в участках, значительно удаленных друг от друга, возможны двойные и даже множественные перекресты (рис. 11). Если известна величина одиночных перекрестов между точками АВ и ВС, можно теоретически рассчитать частоту двойного перекреста, т. е. частоту одновременного разрыва и обмена в обоих участках. Эта частота равна произведению частот одиночных перекрестов. Однако теоретически найденная величина обычно выше действительной, так как разрыв в одном участке хромосомы препятствует разрыву в соседних из-за интерференции. Влияние интерференции падает с увеличением расстояния от места первого перекреста. Коэффициент интерференции - это отношение действительной частоты двойных перекрестов к теоретически ожидаемой. Силу интерференции выражают коэффициентом коинциденции, или коэффициентом совпадения. Значительное влияние на частоту кроссинговера оказывают: 1) структура хромосом (в гетерохроматиновых участках, вблизи центромера и на концах хромосом перекрест происходит редко); 2) функциональное состояние организма; 3) факторы внешней среды (температура, облучение и др.), причем одни и те же агенты могут увеличивать частоту перекреста в участках вблизи центромера и уменьшать ее на концах хромосом.

Рис. 11. Схема двойного кроссинговера