Генотипические особенности экспрессии аллозимов β-специфичной гидролазы эфиров карбоновых кислот у Drosophila melanogaster дикого типа
Методом компьютерной денситометрии определяли уровень экспрессии электрофоретически разделенных аллозимов S и F β-специфичной эстеразы (К.Ф. 3.1.1.2) у монозиготных и гетерозиготных по локусу β-Est генотипов Drosophila melanogaster (самцов и самок) дикого типа. В качестве субстратов применяли α-нафт...
Збережено в:
| Дата: | 2008 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут клітинної біології та генетичної інженерії НАН України
2008
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/8306 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Генотипические особенности экспрессии аллозимов β-специфичной гидролазы эфиров карбоновых кислот у Drosophila melanogaster дикого типа / А.М. Андриевский // Цитология и генетика. — 2008. — Т. 42, № 6. — С. 34-42. — Бібліогр.: 16 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-8306 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-83062025-02-09T09:52:20Z Генотипические особенности экспрессии аллозимов β-специфичной гидролазы эфиров карбоновых кислот у Drosophila melanogaster дикого типа Генотипові особливості експресії алозимів β-специфічної гідролази ефірів карбонових кислот у Drosophila melanogaster дикого типу Genotypical peculiarities of the β-specific hydrolase allozymes expression of the carboxylic ethers in Drosophila melanogaster of the wild type Андриевский, А.М. Оригинальные работы Методом компьютерной денситометрии определяли уровень экспрессии электрофоретически разделенных аллозимов S и F β-специфичной эстеразы (К.Ф. 3.1.1.2) у монозиготных и гетерозиготных по локусу β-Est генотипов Drosophila melanogaster (самцов и самок) дикого типа. В качестве субстратов применяли α-нафтилацетат, β-нафтилацетат и α-нафтилпропионат. Об интенсивности экспрессии эстераз судили по количеству образующихся продуктов реакции одновременного азосочетания нафтола с диазонием за 4, 24, 44 и 64 мин инкубации. Установлены достоверные различия в экспрессии S- и F-аллозимов, зависящие от структуры локуса β-Est генотипически различающихся особей. Во всех вариантах экспериментов показан более высокий уровень суммарной активности S- и F-аллозимов β-эстеразы гетерозигот по сравнению с отдельной активностью F- S-аллозимов соответствующих гомозигот независимо от половой принадлежности мух. Проведена сравнительная оценка временной динамики экспрессии in vitro аллозимов гомозиготных доминантов (β-EstS/β-EstS), гетерозигот (β-EstS/β-EstS) и гомозиготных рецессивов (β-EstF/β-EstF). Рассматриваются возможные механизмы возникновения гетерозиса по признаку экспрессии S- и F-аллозимов β-эстеразы с позиций теории биохимического обогащения гетерозиготных генотипов. Використовуючи метод комп’ютерної денситометрії, визначали рівень експресії електрофоретично розподілених алозимів S і Fβ-специфічної естерази (К.Ф. 3.1.1.2) у монозиготних та гетерозиготих за локусом β-Est генотипово відмінних Drosophila melanogaster (самців і самок) дикого типу. Як субстрати застосовували α-нафтилацетат, β-нафтилацетат та α-нафтилпропіонат. Про інтенсивність експресії естераз робили висновок на підставі кількості продуктів, що утворюються в ході реакції одночасного азосполучення нафтолу з діазонієм за 4, 24, 44 і 64 хв інкубації. Встановлено достовірні розходження в експресії S- та F-алозимів, що залежать від структури локусу β-Est особин. В усіх варіантах експериментів показано більш високий рівень сумарної активності S- і F-алозимів β-естерази гетерозигот у порівнянні з окремою активністю F- та S-алозимів відповідних гомозигот незалежно від статевої належності мух. Проведено порівняльну оцінку часової динаміки експресії in vitro алозимів гомозиготних домінантів (β-EstS/β-EstS), гетерозигот (β-EstS/β-EstF) та гомозиготних рецесивів (β-EstF/β-EstF). Розглядаються можливі механізми виникнення гетерозису за ознакою експресії S- і F-аллозимів β-естерази с позиції теорії біохімічного збагачення гетерозиготних генотипів. Using the method of computer densitometry we have determined the expression level of the electrophoretically separated S- and F-allozymes of β-specific esterase (E.C. 3.1.1.2) in Drosophila melanogaster homozygotes and heterozygotes for β-Est locus. α-naphtylacetate, β-naphtylac, etate and α-naphtylpropionate were used as substrates. Expression intensity of the esterases was estimated using the quantity of the reaction product which is created as a result of simultaneous azocoupling between naphtol and diazonium during 4, 24, 44 and 64 min of incubation time. We have established the reliable differences between the S- and F-allozyme expression depending on the β-Est locus structure. In all the variants the higher level of summary activity S- and F-allozymes of β-esterase of the heterozygotes comparing to those of two types of homozygotes was demonstrated independently of the Drosophila sex. We compared the characteristics of the expression dynamics of the allozymes of dominant homozygotes (β-EstS/β-EstS), heterozygotes (β-EstSβ-EstF) and recessive homozygotes (β-EstF/β-EstF). We also consider some possible mechanisms of heterosis of S- and F-allozyme expression according to the theory of biochemical enrichment of heterozygote genotypes. 2008 Article Генотипические особенности экспрессии аллозимов β-специфичной гидролазы эфиров карбоновых кислот у Drosophila melanogaster дикого типа / А.М. Андриевский // Цитология и генетика. — 2008. — Т. 42, № 6. — С. 34-42. — Бібліогр.: 16 назв. — рос. 0564-3783 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/8306 575.17:575.827:577.152.3:595.773.4 ru application/pdf Інститут клітинної біології та генетичної інженерії НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Оригинальные работы Оригинальные работы |
| spellingShingle |
Оригинальные работы Оригинальные работы Андриевский, А.М. Генотипические особенности экспрессии аллозимов β-специфичной гидролазы эфиров карбоновых кислот у Drosophila melanogaster дикого типа |
| description |
Методом компьютерной денситометрии определяли уровень экспрессии электрофоретически разделенных аллозимов S и F β-специфичной эстеразы (К.Ф. 3.1.1.2) у монозиготных и гетерозиготных по локусу β-Est генотипов Drosophila melanogaster (самцов и самок) дикого типа. В качестве субстратов применяли α-нафтилацетат, β-нафтилацетат и α-нафтилпропионат. Об интенсивности экспрессии эстераз судили по количеству образующихся продуктов реакции одновременного азосочетания нафтола с диазонием за 4, 24, 44 и 64 мин инкубации. Установлены достоверные различия в экспрессии S- и F-аллозимов, зависящие от структуры локуса β-Est генотипически различающихся особей. Во всех вариантах экспериментов показан более высокий уровень суммарной активности S- и F-аллозимов β-эстеразы гетерозигот по сравнению с отдельной активностью F- S-аллозимов соответствующих гомозигот независимо от половой принадлежности мух. Проведена сравнительная оценка временной динамики экспрессии in vitro аллозимов гомозиготных доминантов (β-EstS/β-EstS), гетерозигот (β-EstS/β-EstS) и гомозиготных рецессивов (β-EstF/β-EstF). Рассматриваются возможные механизмы возникновения гетерозиса по признаку экспрессии S- и F-аллозимов β-эстеразы с позиций теории биохимического обогащения гетерозиготных генотипов. |
| format |
Article |
| author |
Андриевский, А.М. |
| author_facet |
Андриевский, А.М. |
| author_sort |
Андриевский, А.М. |
| title |
Генотипические особенности экспрессии аллозимов β-специфичной гидролазы эфиров карбоновых кислот у Drosophila melanogaster дикого типа |
| title_short |
Генотипические особенности экспрессии аллозимов β-специфичной гидролазы эфиров карбоновых кислот у Drosophila melanogaster дикого типа |
| title_full |
Генотипические особенности экспрессии аллозимов β-специфичной гидролазы эфиров карбоновых кислот у Drosophila melanogaster дикого типа |
| title_fullStr |
Генотипические особенности экспрессии аллозимов β-специфичной гидролазы эфиров карбоновых кислот у Drosophila melanogaster дикого типа |
| title_full_unstemmed |
Генотипические особенности экспрессии аллозимов β-специфичной гидролазы эфиров карбоновых кислот у Drosophila melanogaster дикого типа |
| title_sort |
генотипические особенности экспрессии аллозимов β-специфичной гидролазы эфиров карбоновых кислот у drosophila melanogaster дикого типа |
| publisher |
Інститут клітинної біології та генетичної інженерії НАН України |
| publishDate |
2008 |
| topic_facet |
Оригинальные работы |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/8306 |
| citation_txt |
Генотипические особенности экспрессии аллозимов β-специфичной гидролазы эфиров карбоновых кислот у Drosophila melanogaster дикого типа / А.М. Андриевский // Цитология и генетика. — 2008. — Т. 42, № 6. — С. 34-42. — Бібліогр.: 16 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT andrievskijam genotipičeskieosobennostiékspressiiallozimovbspecifičnojgidrolazyéfirovkarbonovyhkislotudrosophilamelanogasterdikogotipa AT andrievskijam genotipovíosoblivostíekspresííalozimívbspecifíčnoígídrolaziefírívkarbonovihkislotudrosophilamelanogasterdikogotipu AT andrievskijam genotypicalpeculiaritiesofthebspecifichydrolaseallozymesexpressionofthecarboxylicethersindrosophilamelanogasterofthewildtype |
| first_indexed |
2025-11-25T14:09:47Z |
| last_indexed |
2025-11-25T14:09:47Z |
| _version_ |
1849771730662326272 |
| fulltext |
УДК 575.17:575.827:577.152.3:595.773.4
А.М. АНДРИЕВСКИЙ
Одесский национальный университет им. И.И. Мечникова
E�mail: andriev_scar@mail.ru
ГЕНОТИПИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ
ЭКСПРЕССИИ АЛЛОЗИМОВ
ββ�СПЕЦИФИЧНОЙ ГИДРОЛАЗЫ
ЭФИРОВ КАРБОНОВЫХ КИСЛОТ
У DROSOPHILA MELANOGASTER
ДИКОГО ТИПА
Методом компьютерной денситометрии определяли
уровень экспрессии электрофоретически разделенных
аллозимов S и F β�специфичной эстеразы (К.Ф. 3.1.1.2)
у монозиготных и гетерозиготных по локусу β�Est гено�
типов Drosophila melanogaster (самцов и самок) дикого
типа. В качестве субстратов применяли α�нафтилаце�
тат, β�нафтилацетат и α�нафтилпропионат. Об ин�
тенсивности экспрессии эстераз судили по количеству
образующихся продуктов реакции одновременного азосо�
четания нафтола с диазонием за 4, 24, 44 и 64 мин ин�
кубации. Установлены достоверные различия в экспрес�
сии S� и F�аллозимов, зависящие от структуры локуса
β�Est генотипически различающихся особей. Во всех ва�
риантах экспериментов показан более высокий уровень
суммарной активности S� и F�аллозимов β�эстеразы ге�
терозигот по сравнению с отдельной активностью F� и
S�аллозимов соответствующих гомозигот независимо
от половой принадлежности мух. Проведена сравнитель�
ная оценка временной динамики экспрессии in vitro алло�
зимов гомозиготных доминантов (β�EstS/β�EstS), гетеро�
зигот (β�EstS/β�EstS) и гомозиготных рецессивов (β�EstF/
β�EstF). Рассматриваются возможные механизмы воз�
никновения гетерозиса по признаку экспрессии S� и F�
аллозимов β�эстеразы с позиций теории биохимического
обогащения гетерозиготных генотипов.
Введение. Исследованию явления гетерози,
са посвящены многочисленные работы [1–4],
однако в подавляющем большинстве случаев в
них анализируются качественные либо коли,
чественные изменения морфологических или
физиологических показателей [5]. Проявление
гетерозиса по биохимическим признакам до
настоящего времени остается малоизученной
проблемой генетики: к сожалению, не только
не раскрыты биохимические причины и меха,
низмы, обеспечивающие гибридную силу, но
нет и достаточного количества глубоко проана,
лизированных примеров, подтверждающих су,
ществование гетерозиса на биохимическом и
молекулярно,генетическом уровнях [6].
В ранней работе [7] была сделана удачная
попытка осуществить гибридизацию in vitro раз,
личных по структуре мономеров эстеразы 5
Drosophila pseudoobscura с целью сравнения ак,
тивности полученного гетеротетрамера с ак,
тивностью гомотетрамерного белка. В резуль,
тате подобной реконструкции авторам удалось
обнаружить более высокую эстеразную актив,
ность у гибридного фермента.
Полагают, что скрещивание различных го,
мозиготных по конкретным локусам особей
приводит к образованию гетерозигот, содержа,
щих разные аллозимы или различные по чет,
вертичной структуре изозимы, что сопровож,
дается проявлением признаков гетерозиса.
Подобная точка зрения на гетерозис является
современным развитием учения о гетерозигот,
ности и известна как теория биохимического
обогащения [4].
Сходное явление обнаружено также при изу,
чении ферментативной экспрессии димерной
кислой фосфатазы и тетрамерных алкогольде,
гидрогеназ [8–10] у дрозофилы: гибридные
ферменты обладали большей ферментативной
активностью по сравнению с ферментами, об,
разованными из одинаковых субъединиц. Оче,
видно такой механизм, приводящий к усиле,
нию биохимического признака у гетерозигот,
ных особей, имеет место в том случае, если
различные генопродукты одного либо разных
локусов принимают участие в образовании
сложных белков,олигомеров. Если же функ,
циональный белок является мономером, то
связанный с его экспрессией гетерозис можно
объяснить, скорее всего, усилением его биосин,
теза у гетерозиготного организма при условии
того, что в геноме отсутствуют другие подоб,
ISSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2008. № 634
© А.М. АНДРИЕВСКИЙ, 2008
ные гены, активирующиеся только у гетерози,
гот и отвечающие за образование более актив,
ных белковых генопродуктов. На общую ин,
тенсификацию биосинтетических процессов у
гетерозигот косвенно указывают результаты
определения у них степени политенизации
хромосом [11, 12], а также уровня синтеза раз,
личных фракций РНК [13]. Как известно, по,
литения приводит к существенному повыше,
нию дозы генов, следствием чего может быть
увеличение концентрации соответствующих
генопродуктов, в частности ферментов. Одна,
ко причина более высокой степени политени,
зации хромосом у гибридных особей остается
неясной.
В настоящей работе мы преследовали цель
изучить особенности экспрессии аллозимов β,
специфичной эстеразы (К.Ф. 3.1.1.2) самцов
и самок имаго дрозофилы, относящихся к раз,
ным генотипическим классам, а также устано,
вить возможное явление гетерозиса по изучае,
мому биохимическому признаку.
Материалы и методы. В качестве экспери,
ментального материала использовали трехсу,
точных половозрелых самцов и самок имаго
плодовой мушки (Drosophila melanogaster Meigen,
линия Одесская 1) дикого типа, отбираемых в
течение восьми поколений из единой популя,
ции, которая на протяжении многих лет под,
держивалась в лабораторных условиях (простая
питательная среда, 25 °С [14]) и воспроизводи,
лась путем нетесного инбридинга.
Подготовленных к опыту самцов и самок
после наркотизации диэтиловым эфиром гомо,
генизировали поштучно в 10 мкл 0,1 М глицин,
NaOH буфера рН 9,0, содержащего 1 % тритона
Х,100. Гомогенаты центрифугировали на холо,
де (4 °С) в течение 15 мин при 10 000 g, после
чего полученные экстракты объемом 10 мкл
смешивали с 5 мкл 0,01 % раствора бромфено,
лового синего, приготовленного на 60%�ном
растворе сахарозы, и подвергали электрофоре,
тическому разделению в системе щелочного
(рН 8,3–8,9) вертикально,пластинчатого (140 �
� 120 � 1 мм) 10%�ного полиакриламидного ге,
ля. По окончании электрофореза гели тщатель,
но промывали в дистиллированной воде для
полного удаления компонентов электролита и
на 10 мин оставляли в среде 0,1 М трис,гли,
цинового буфера рН 7,4.
В каждом конкретном варианте опытов в
качестве субстратов β,эстеразы использовали
α,нафтилацетат, β,нафтилацетат и α,нафтил,
пропионат, взятые в количестве 50 мг в расчете
на 50 мл инкубационной среды. Чтобы осущес,
твить реакцию одновременного азосочетания пе,
ред внесением в инкубационный буфер (0,1 М,
трис,глициновый, рН 7,4) субстратов, в нем
растворяли 50 мг соли диазония – прочного
синего ВВ. И субстраты, и диазоний предва,
рительно растворяли в 100 мкл диметилформа,
мида. Реакции ферментативного гидролиза
используемых эфиров проводили при 25 °С.
В процессе инкубации ферментов, находя,
щихся в структуре геля, регистрировали ин,
тенсивность образования азокрасителя за 4, 24,
44 и 64 мин взаимодействия эстераз с субстра,
тами. Для этого через 4 мин с момента добав,
ления субстратного раствора, а далее через
каждые 20 мин гели сканировали при высо,
ком уровне разрешения (300 dpi); созданные
компьютерно,цифровые сканограммы сохра,
няли в формате ВМР.
Каждую полученную серию сканограмм
денситометрировали, определяя оптическую
плотность (�Do, относительные единицы) со,
ответствующей аллозимной фракции, содер,
жащей продукты азосочетания. С этой целью
применяли специальную лицензионную ком,
пьютерную программу «АнаИС» (Поджарский,
Рыбалка, 2004 г.). Относительную экспрессию
каждого аллозима выражали в условных едини,
цах оптической плотности в расчете на одного
ІSSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2008. № 6 35
Генотипические особенности экспрессии аллозимов ββ+специфичной гидролазы эфиров
Рис. 1. Спектр аллозимов β,специфичной эстеразы у ге,
нотипически различающихся самцов имаго Drosophila
melanogaster: 1, 2, 3, 7–9 – S� и F�аллозимы гетерозигот;
4, 6, 11–13 – F�аллозимы рецессивных гомозигот; 5, 10,
14 – S�аллозимы доминантных гомозигот. Субстраты –
α�нафтилацетат + β�нафтилацетат. Инкубация 20 мин.
Стрелкой указано направление движения аллозимов в
ходе электрофореза
ISSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2008. № 636
А.М. Андриевский
Рис. 2. Качественный и количественный анализ экспрессии аллозимов β,специфичной эстеразы у генотипически
различающихся самцов имаго Drosophila melanogaster: I – денситограммы, II – электрофореграммы; 1–3, 7–9 – ге,
терозиготы; 4, 6, 11–13 – рецессивные гомозиготы; 5, 10, 14 – доминантные гомозиготы
ІSSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2008. № 6 37
Генотипические особенности экспрессии аллозимов ββ+специфичной гидролазы эфиров
Рис. 2. Продолжение
ISSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2008. № 638
А.М. Андриевский
Рис. 3. Динамика экспрессии аллозимов β,специфичной эстеразы, определяемой по β,нафтилацетату у самцов
и самок Drosophila melanogaster, которые различаются по аллельному составу локуса β,Est: а – 1 – SS,аллозимы го,
мозигот; 2 – S�аллозим гетерозигот; 3 – F,аллозим гетерозигот; 4 – FF,аллозимы гомозигот; б – 1 – SS,аллозимы
гомозигот; 2 + 3 – SF�аллозимы гетерозигот; 4 – FF,аллозимы гомозигот; в – 1 – S,аллозим гомозигот; 2 – S,ал,
лозим гетерозигот; 3 – F,аллозим гетерозигот; 4 – F�аллозим гомозигот; по вертикали – оптическая плотность �Do,
отн. ед.; по горизонтали – t, мин. Представлены результаты анализа 30 особей поколения Fi(1)
Рис. 2. Окончание
самца либо на одну самку. Статистическую об,
работку полученных данных и построение гра,
фиков и гистограмм выполняли, пользуясь
руководством [15], а также компьютерной
программой «Excel».
При постановке экспериментов использо,
вали реактивы квалификации «х.ч.» и «о.с.ч.»
фирм «Reanal» (Венгрия), «Chemapol» (Че,
хия), «Ferak» (Германия), а также установку
для электрофореза «VE+4» российского произ,
водства (г. Москва).
Результаты исследований и их обсуждение.
Количественный анализ определяемой по
нафтилацетатам экспрессии S+ и F+аллозимов
β,специфичной эстеразы имагинальных форм
дрозофилы показал, что между разными гено,
типами существуют явные различия по изуча,
емому биохимическому признаку (рис. 1 и 2).
Как видно из рис. 3–5, а, наибольшей ак,
тивностью фермента по сравнению с гомози,
готными рецессивами обладают гомозиготные
доминанты, содержащие S,аллозимы. Однако
показатели суммарной относительной актив,
ности S+ и F,аллозимов гетерозигот заметно
превосходят каждую из гомозигот (рис. 3–5,
б), причем в динамике проявления фермента,
тивной активности от 4 до 64 мин инкубации
различия между разными генотипами стано,
вятся все более выраженными.
Если допустить, что в реальной экспрессии
β,специфичной эстеразы зигот генотипов β,
EstS / β,EstS и β,EstF /β,EstF в равной мере при,
нимают участие генопродукты обоих аллелей,
то вклад каждого из них в общую активность
составит ровно половину максимального зна,
чения их суммарной экспрессии, тогда, как
видно из рис. 3–5, в, экспрессия каждого из ал,
лозимов – S и F – у гетерозигот оказывается
более высокой: по нашим данным она обычно
превышает индивидуальную выраженность
ІSSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2008. № 6 39
Генотипические особенности экспрессии аллозимов ββ+специфичной гидролазы эфиров
Рис. 4. Динамика экспрессии аллозимов β,специфичной эстеразы, определяемой по α,нафтилпропионату у
самцов и самок Drosophila melanogaster, которые различаются по аллельному составу локуса β,Est. Обозначения те
же, что и на рис. 3. Представлены результаты анализа 30 особей поколения Fi(5)
соответствующих аллозимов у гомозигот в
1,5–2 раза. Наблюдаемый эффект усиления
экспрессии обоих аллозимов у гетерозигот с
одной стороны может указывать на более вы,
сокое содержание ферментов типа S и F у гиб,
ридов, а с другой – на возможные модифика,
ционные изменения в структуре аллозимов у
гетерозиготных самцов и самок имаго, в ре,
зультате чего обеспечивается их более высокая
ферментативная активность. И то, и другое до,
пущение несомненно требуют дополнительных
исследований и доказательств, однако уже сей,
час ясно, что обнаруженное явление по упо,
мянутому биохимическому признаку можно
считать неслучайным. Если это так, то следует
предположить, что наблюдаемый эффект гиб,
ридной силы имеет место в живом гетерози,
готном организме и определенным образом
сказывается на его приспособленности к
окружающей среде. Сказанное подтверждают
результаты ранее проведенных нами экспери,
ментов, которые направлены на определение
частот встречаемости различных фенотипов
по признаку экспрессии β,специфичной эсте,
разы в той же популяции дрозофилы, находя,
щейся в стационарных условиях [16].
Полученные данные указывают на то, что
наиболее часто встречающимся генотипом яв,
ляется гомозиготный доминант (β,EstS/β,EstS),
тогда как гетерозиготы составляют менее по,
ловины всего состава гетерогенной популя,
ции. Вполне вероятно, что поддержание опти,
мальной численности гетерозигот как мобили,
зационного резерва наследственной изменчи,
вости в сложившейся популяционной системе
обеспечивается повышенной экспрессией у
них S+ и F,аллозимов. Одной из особенностей
наблюдаемого нами эффекта гетерозиса явля,
ется то, что он не снижается из поколения в
поколение и не требует постановки специаль,
ISSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2008. № 640
А.М. Андриевский
Рис. 5. Динамика экспрессии аллозимов β,специфичной эстеразы, определяемой по α,нафтилацетату у самцов
и самок Drosophila melanogaster, которые различаются по аллельному составу локуса β,Est. Обозначения те же, что
и на рис. 3. Представлены результаты анализа 30 особей поколения Fi(6)
ных типов скрещиваний, как это имело место,
например, при изучении гетерозиса по при,
знаку экспрессии у дрозофилы алкогольде,
гидрогеназы [8].
Выводы. В размножающейся путем инбри,
динга экспериментальной популяции Drosophila
melanogaster дикого типа (линия Одесская 1)
по активности β,специфичной гидролазы эфи,
ров карбоновых кислот из поколения в поко,
ление наблюдается устойчивый гетерозисный
эффект. Определяемая по различным субстра,
там суммарная активность S, и F,аллозимов
гетерозигот значительно превосходит показа,
тели общей активности S,аллозимов гомози,
готных доминантов и F,аллозимов гомозигот,
ных рецессивов. Суммарная активность S, и
F,аллозимов гетерозигот в 1,5–2 раза превос,
ходит уровень индивидуальной активности S,
аллозима гомозиготных доминантов и F,алло,
зима гомозиготных рецессивов. Наблюдаемое
явление биохимического гетерозиса не зави,
сит от половой принадлежности имаго дрозо,
филы и одинаково интенсивно проявляется
как у самцов, так и у самок.
A.M. Andrievsky
GENOTYPICAL PECULIARITIES OF THE
β,SPECIFIC HYDROLASE ALLOZYMES
EXPRESSION OF THE CARBOXYLIC ETHERS IN
DROSOPHILA MELANOGASTER OF THE WILD TYPE
Using the method of computer densitometry we have
determined the expression level of the electrophoretically
separated S� and F,allozymes of β,specific esterase (E.C.
3.1.1.2) in Drosophila melanogaster homozygotes and het,
erozygotes for β�Est locus. α,naphtylacetate, β,naphtylac,
etate and α,naphtylpropionate were used as substrates.
Expression intensity of the esterases was estimated using
the quantity of the reaction product which is created as a
result of simultaneous azocoupling between naphtol and
diazonium during 4, 24, 44 and 64 min of incubation time.
We have established the reliable differences between the S�
and F,allozyme expression depending on the β�Est locus
structure. In all the variants the higher level of summary
activity S� and F,allozymes of β,esterase of the heterozy,
gotes comparing to those of two types of homozygotes was
demonstrated independently of the Drosophila sex. We
compared the characteristics of the expression dynamics of
the allozymes of dominant homozygotes (β,EstS/β,EstS),
heterozygotes (β,EstSβ,EstF) and recessive homozygotes
(β,EstF/β,EstF). We also consider some possible mecha,
nisms of heterosis of S, and F,allozyme expression accord,
ing to the theory of biochemical enrichment of heterozy,
gote genotypes.
О.М. Андрієвський
ГЕНОТИПОВІ ОСОБЛИВОСТІ ЕКСПРЕСІЇ
АЛОЗИМІВ β,СПЕЦИФІЧНОЇ ГІДРОЛАЗИ
ЕФІРІВ КАРБОНОВИХ КИСЛОТ У DROSOPHILA
MELANOGASTER ДИКОГО ТИПУ
Використовуючи метод комп’ютерної денситомет,
рії, визначали рівень експресії електрофоретично роз,
поділених алозимів S і F β,специфічної естерази (К.Ф.
3.1.1.2) у монозиготних та гетерозиготих за локусом
β,Est генотипово відмінних Drosophila melanogaster
(самців і самок) дикого типу. Як субстрати застосовува,
ли α,нафтилацетат, β,нафтилацетат та α,нафтилпро,
піонат. Про інтенсивність експресії естераз робили
висновок на підставі кількості продуктів, що утворю,
ються в ході реакції одночасного азосполучення наф,
толу з діазонієм за 4, 24, 44 і 64 хв інкубації. Встанов,
лено достовірні розходження в експресії S� та F,
алозимів, що залежать від структури локусу β,Est осо,
бин. В усіх варіантах експериментів показано більш
високий рівень сумарної активності S� і F�алозимів β,
естерази гетерозигот у порівнянні з окремою активніс,
тю F� та S�алозимів відповідних гомозигот незалежно
від статевої належності мух. Проведено порівняльну
оцінку часової динаміки експресії in vitro алозимів го,
мозиготних домінантів (β,EstS/β,EstS), гетерозигот (β,
EstS/β,EstF) та гомозиготних рецесивів (β,EstF/β,EstF).
Розглядаються можливі механізми виникнення гете,
розису за ознакою експресії S� і F�аллозимів β,естера,
зи с позиції теорії біохімічного збагачення гетерози,
готних генотипів.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Шахбазов В.Г. Новое в понимании биофизической
природы эффекта гетерозиса // Труды по фунда,
ментальной и прикладной генетике. – Харьков :
Штрих, 2003. – Вып. 2. – С. 58–70.
2. Тоцкий В.Н., Хаустова Н.Д., Гандирук Н.Г. Генный
баланс и адаптация природных и искусственно
созданных генотипов Drosophila melanogaster //
Труды по фундаментальной и прикладной генети,
ке (к 100,летнему юбилею генетики). – Харьков:
Штрих, 2001. – С. 140–151.
3. Воробьева Л.И., Яковлева С.В., Кулабухова Н.Н.
Роль мутаций цвета тела в изменении отдельных
компонентов приспособленности на гетерозис
у Drosophila melanogaster // Труды по фундамен,
тальной и прикладной генетике. – Харьков :
Штрих, 2003. – Вып. 2. – С. 111–123.
4. Шахбазов В.Г., Чешко В.Ф., Шерешевская Ц.М. Ме,
ханизмы гетерозиса: история и современное состо,
яние проблемы. – Харьков : Основа, 1990. – 120 с.
5. Глазко В.И., Созинов И.А. Генетика изоферментов
животных и растений. – Киев : Урожай, 1993. –
528 с.
ІSSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2008. № 6 41
Генотипические особенности экспрессии аллозимов ββ+специфичной гидролазы эфиров
6. Тоцкий В.Н. Генетико,биохимические аспекты
проблемы адаптации и адаптивного гетерозиса //
Природа, проявления и прогнозирование гетеро,
зиса. – Киев : Наук. думка, 1992. – С. 24–32.
7. Richmond R.C., Powell J.R. Evidence of heterosis asso,
ciated with an enzyme locus in a natural population of
Drosophila // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. – 1970. – 67,
№ 3. – P. 1264–1267.
8. Singh R.S., Hubby J.L., Lewontin R.C. Molecular het,
erosis for heat,sensitive enzyme alleles // Proc. Nat.
Acad. Sci. USA. – 1974. – 71, № 5. – P. 1808–1810.
9. Singh R. S. Substrate,specific enzyme variation in nat,
ural populations of Drosophila pseudoobscura //
Genetics. – 1976. – 82, № 3. – P. 507–526.
10. Trehan K.S., Gill K.S. Subunit interaction : A molecu,
lar basis of heterosis // Biochem. Genet. – 1987. – 25,
№ 11/12. – P. 855–862.
11. Страшнюк В.Ю. Эффект гетерозиса у дрозофилы
и биоэлектрические свойства клеточных ядер //
Природа, проявления и прогнозирование гетеро,
зиса. – Киев : Наук. думка, 1992. – С. 53–57.
12. Страшнюк В.Ю. Генетична варіабельність та адап,
тивні модифікації ступеня політенії гігантських
хромосом у Drosophila melanogaster // Труды по
фундаментальной и прикладной генетике (к 100,
летнему юбилею генетики). – Харьков : Штрих,
2001. – С. 285–295.
13. БожковА.И., Шерешевская Ц.М., Скляр А.И. Дина,
мика синтеза различных типов РНК в клетках пече,
ни линейных и гибридных крыс на фоне гипертер,
мии // Природа, проявления и прогнозирование
гетерозиса. – Киев : Наук. думка, 1992. – С. 62–67.
14. Медведев Н.Н. Практическая генетика. – М.: На,
ука, 1968. – 294 с.
15. Рокицкий П.Ф. Введение в статистическую генети,
ку. – Минск : Вышэйш. школа, 1978. – 448 с.
16. Андриевский А.М., Тоцкий В.Н. Генетическая струк,
тура экспериментальной популяции Drosophila
melanogaster, полиморфной по локусу β,фильной
карбоксиэстеразы // Цитология и генетика. –
2006. – 40, № 6. – С. 3–10.
Поступила 23.07.07
ISSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2008. № 642
А.М. Андриевский
|