Нулявы алель

Нулявы алель — гэта нефункцыянальны алель (варыянт гена), выкліканы генетычнай мутацыяй. Такія мутацыі могуць выклікаць поўную адсутнасць сінтэзу звязанага геннага прадукту або стварэнне прадукту, што не функцыянуе належным чынам; у любым выпадку алель можна лічыць нефункцыянальным. Нулявы алель нельга адрозніць ад дэлецыі ўсяго локуса выключна з фенатыпічных назіранняў.^[1]

Мутантны алель, з якога не сінтэзуецца транскрыпт РНК, называецца РНК-нулявым (паказаны Нозерн-блоцінгам або ДНК-секвеніраваннем выдаленага дэлецыяй алеля), а той, з якога не атрымліваецца бялок, называецца бялок-нулявым (паказаны Вестэрн-блоцінгам). Генетычна нулявы або аморфны алель мае той жа фенатып, калі ў гомазіготным стане, і калі гетэразіготны з дэфіцытам, які парушае разгляданы локус. Нулявы алель можа быць як нулявым па бялку, так і нулявым па РНК, але можа таксама дэманстраваць нармальныя ўзроўні геннага прадукту, які нефункцыянальны праз мутацыі.

Нулявыя алелі могуць мець лятальны эфект у залежнасці ад важнасці мутаванага гена. Напрыклад, мышы, гомазіготныя па нулявым алелі інсуліну, паміраюць праз 48-72 гадзіны пасля нараджэння.^[2] Нулявыя алелі таксама могуць мець карысны эфект^[3] напрыклад, павышаны індэкс ураджаю паўкарлікавага рысу зялёнай рэвалюцыі, выкліканы нулявымі алелямі ў GA20ox-2.^[4]

Метады знаходжання

Палімеразная ланцуговая рэакцыя (ПЛР)

Мікрасатэлітны нулявы алель — гэта алель у мікрасатэлітным локусе, які не ампліфікуецца да ўзроўняў дэтэкцыі ў тэсце палімеразнай ланцуговай рэакцыі.^[5] Вобласці мікрасатэлітаў звычайна характарызуюцца кароткімі паўтаральнымі паслядоўнасцямі нуклеатыдаў.^[5] Праймеры, спецыфічныя для пэўнага локуса, выкарыстоўваюцца ў ПЛР-ампліфікацыі для звязвання з паслядоўнасцямі паўтораў і выкарыстоўваюцца ў якасці генетычных маркераў.^[6][5] Праймеры адпальваюцца на абодвух канцах локуса і іхная паслядоўнасць бярэцца з зыходных арганізмаў у геномнай бібліятэцы. Разыходжанне з эталоннымі паслядоўнасцямі (праз генетычныя мутацыі) прыводзіць да дрэннага адпалу праймераў, так што выкарыстоўванне праймераў у якасці маркераў можа быць не рэпрэзентатыўным для выпадкаў нулявога алеля.^[6]

Аналіз сваяцтва

Важкія доказы нулявых алеляў былі ўпершыню заўважаныя ў аналізе мядзведзяў у 1995 годзе.^[7] У гэтым аналізе вядомы бацька быў гомазіготным у пэўным локусе, але атрымаў нашчадства, якое мела іншы «гомазіготны» генатып.^[5] Гэты вынік прывёў да высновы, што і бацька, і нашчадкі былі гетэразіготнымі па локусу інтарэсу.^[7]

Прыклады

Нулявыя алелі або гены былі вывучаны ў розных арганізмах ад чырвоных соснаў Мінесоты да Drosophila melanogaster і мышэй. Нулявыя алелі цяжка ідэнтыфікаваць, таму што гетэразіготная асобіна з адным нулявым алелем і адным актыўным алелем можа быць фенатыпічна неадрозная ад гомазіготнай асобіны з абодвума актыўнымі алелямі.^[8] Іншымі словамі, нулявы алель можа быць ідэнтыфікаваны толькі з фенатыпічнага пункту гледжання, калі асобіна з’яўляецца гомазіготнай па нулявым алелі. Даследчыкі змаглі абыйсці гэтую праблему з дапамогай дэталёвага электрафарэзу, гелевых аналізаў і храмасомных маніпуляцый.^[8][9][10]

1. Алендорф і інш. вывучалі актыўнасць ферментаў аднаго і таго ж віду насення чырвонай хвоі, сабранага з двух розных насаджэнняў у Мінесоце. Дзве групы дрэў разглядаліся як адна папуляцыя, таму што не назіралася адхіленняў ад чаканай частаты генатыпу, калі б папуляцыі адрозніваліся адна ад адной.^[8] Многія розныя локусы былі правераны на актыўнасць ферментаў з дапамогай спецыфічнай методыкі гель-электрафарэзу.^[11] Алелі, якія сінтэзуюць фермент без каталітычнай актыўнасці, былі пазначаны як нулявыя алелі. У агульнай складанасці 27 локусаў былі пратэсціраваныя ў чырвоных хвоях і нулявыя алелі былі знойдзены ў 3 з гэтых локусаў.^[8]
2. З папуляцыяй Drosophila melanogaster з Raleigh, NC былі праведзены генетычныя маніпуляцыі Voelker et al. у 1980 г. для вызначэння існавання і частаты нулявых алеляў. Эксперымент заключаўся ў тым, каб зрабіць храмасому дзікай мухі гетэразіготнай з дапамогай варыянтаў рухомасці ў назіраным локусе. Калі маніпуляваны алель (цяпер гетэразіготны) не дэманстраваў гетэразіготнага фенатыпу, меркавалася, што алель нулявы. Затым гэтыя патэнцыйныя нулявыя алелі былі пацверджаны, калі яны не змаглі стварыць гетэразіготны патэрн на электрафарэзе. Агулам 25 локусаў былі пратэсціраваныя з іх 5 локусаў былі Х-счэпленымі і астатнія 20 аўтасомнымі. Ніякіх нулявых алеляў не было выяўлена ў Х-счэпленых локусах, але 13 з 20 аўтасомных локусаў мелі нулявыя алелі.^[9]
3. Шматлікія розныя эксперыменты выкарыстоўвалі генетычныя маніпуляцыі для індукцыі мутантаў з нулявым алелем у папуляцыях мышэй, каб назіраць за наступствамі розных камбінацый алеляў у пэўных локусах. Два такіх эксперымента даследавалі ролю інсулінападобнага фактару росту (Igf) у эмбрыянальным развіцці мышэй. Эксперыменты адрозніваліся толькі генамі інтарэсу Igf-1^[10] і Igf-2.^[12] У абодвух эксперыментах быў выкарыстаны працэс мутагенезу, пры якім змяняецца генетычная інфармацыя арганізма, для атрымання асобін з рознымі камбінацыямі нулявых мутацый.^[10][12] Назіраючы за наступствамі розных неактыўных камбінацый алеляў, даследчыкі змаглі зрабіць выснову пра ролю інсулінападобных фактараў росту ў развіцці мышэй. Эксперымент з удзелам Igf-1 паказаў, што, акрамя яго ролі пасля нараджэння, ён таксама мае фундаментальнае значэнне ў развіцці эмбрыёна і дыферэнцыяцыі цэляў.^[10]
4. Адным з прыкладаў нулявога алеля з’яўляецца алель групы крыві «О» ў сістэме груп крыві чалавека А, В і О. Алелі для А-антыгена і В-антыгена з’яўляюцца кадамінантнымі, такім чынам, яны абодва фенатыпічна выяўляюцца, калі абодва прысутнічаюць. Аднак алель групы крыві О з’яўляецца муціраванай версіяй алеля А-антыгена са змяненнем адной пары асноў праз генетычную мутацыю. Бялок, які кадуецца алелем О, ферментатыўна неактыўны, і таму алель О фенатыпічна выяўляецца ў гомазіготных асобін ОО як адсутнасць якога-небудзь антыгена ў крыві. Такім чынам, мы можам разглядаць алель для групы крыві О як нулявы алель.^[13]

Гл. таксама

• Псеўдаген
• Морфы Мюлера
• Дэлецыя
• RecLOH
• Палімарфізм унікальнай падзеі