АНАЛИЗ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МИКРОСАТЕЛЛИТНОЙ ДНК И ПРИЧИН ВНУТРИВИДОВОГО ПОЛИМОРФИЗМА МОЛЛЮСКОВ

Главная » Естественные науки » АНАЛИЗ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МИКРОСАТЕЛЛИТНОЙ ДНК И ПРИЧИН ВНУТРИВИДОВОГО ПОЛИМОРФИЗМА МОЛЛЮСКОВ
Естественные науки Комментариев нет

Различные последовательности ядерной днк эукариот, особенно не транскрибируемые, довольно давно находятся в центре внимания молекулярных генетиков. Изменчивость в этой области днк не отражается на фенотипе и беспрепятственно накапливается в популяциях, благодаря чему даже у отдельных особей формируется уникальная первичная структура ге- нома, своеобразный отпечаток пальцев или штрих-код (оба термина взяты из литературных источников). Этот штрих-код имеет большое значение, например, для идентификации лич — ности, сортов культурных растений и пород домашних животных и решения других при — кладных задач [4], однако играет весомую роль и в фундаментальных исследованиях. дело в том, что мутации, хоть и существенно реже, но появляются и в половых клетках, вследствие чего уникальные последовательности днк становятся способны к вертикальному переносу и формируют характерный генофонд отдельных популяций, видов и других систематических групп. Исследование уникальных последовательностей, производимое методами кластерного анализа, позволяет охарактеризовать филогенетические отношения групп особей практичес — ки любого уровня, главное, чтобы эти группы имели какие-либо естественные границы свое- го распространения (непреодолимые препятствия или расстояния, различия в сроках или способах размножения и т. д.) [5].

Однако возможна и другая трактовка результатов, которые получаются из анализа первич-

ной структуры ядерной (а также и митохондриальной) днк. Заключается она в исследовании

© Цветков И. Л., 2011.

Работа выполнена на средства гранта Президента Российской Федерации для молодых ученых Мд1168.2011.4

молекулярно-генетического полиморфизма, который является следствием обитания в различных экологических условиях. Собс — твенно мутационный процесс и формиро — вание индивидуальной наследственности, обусловленные случайными явлениями или эндогенными факторами, происходят в лю- бых условиях обитания, но, безусловно, уско — ряются при усилении техногенной нагрузки. Причин тому может быть несколько, это не — посредственное влияние некоторых токси — кантов (мутагены) или физических факторов (например, ультрафиолетовое или радиаци — онное излучение) на структуру днк, а также действие, оказываемое опосредованно через нарушение правильной репликации, своевре — менной репарации, и, наконец, направлен — ные молекулярные процессы более высоко — го уровня, которые могут иметь адаптивное значение или быть следствием ослабления за — щитных свойств клетки [1, 3]. Так или иначе, в экстремальных или неблагоприятных усло — виях обитания техногенный мутационный процесс должен преобладать над естествен — ным. В соответствие с этим индивидуальная изменчивость и молекулярно-генетический полиморфизм должны быть выше в тех попу — ляциях, которые испытывают большую тех — ногенную нагрузку, и меньше – где условия существования близки к оптимальным.

на основании этого предположения мы

построили следующую схему исследования. Выбрали два водоема, близких по гидрологи — ческим параметрам, но контрастных по степе — ни загрязненности промышленными отхода- ми. Сравнительно чистым водоемом служила р. клязьма в границах Владимирской области

в указанных водоемах собрали по 8-10 осо — бей речной живородки (Viviparus viviparus L.: Viviparidae, architaenioglossa, Gastropoda, Mollusca). Молекулярному анализу подверга — ли улиток строго индивидуально, используя одноразовые инструменты, посуду и другие приспособления. днк выделяли из мышц передней части ноги, которые измельчали с помощью микрогомогенизатора в микроп — робирках Эппендорф с четырьмя объемами лизирующего раствора на основе гуанидин — тиоцианата (5,2М). дальнейшая процедура выделения и очистки днк происходила в соответствии с инструкцией к использован — ному для этого набору реагентов «Ferrosil uni» («компания «Биоком», Москва), адапти — рованному для автоматического процессора магнитных частиц KingFisher ml (TermoFish — er, Финляндия). Полученные препараты днк непосредственно использовали для ПЦР с олигонуклеотидными праймерами, повторя — ющими последовательности ранее изученной микросателлитной днк. наиболее удачные из них приведены в таблице. Реакцию прово — дили в термоциклере Терцик («днк-техноло — гия», Москва), реакционную смесь готовили из компонентов набора «ПЦР-ядро» («ком — пания «Биоком») и смеси предварительно разбавленных праймеров собственного ди — зайна (синтезированы ЗАО «Синтол», Моск — ва), взятых в количестве 10 пмоль каждого на

1 реакцию (табл.).

Характеристики олигонуклеотидных прай — меров, использованных для амплифика — ции межмикросателлитных участков дНК речной живородки

и наши наблюдения, сделанные на основании видового состава водной и прибрежновод — ной растительности. Высокая загрязненность приустьевого участка которосли была дока — зана нами рядом специальных гидробиологи — ческих и биохимических исследований [2]. В июле-августе 2009 г. на нескольких станциях

Продукты ПЦР детектировали с помощью электрофореза и характеризовали по моле — кулярной массе, определяемой с помощью

днк-маркеров «Gene Ruler 100 bp dna Lad — der» (Promega Corp.). Из набора амплифици — рованных фрагментов днк, которые выяви — ли у всех использованных для анализа особей улиток, мы исключили консервативные, не имеющие популяционной специфичности и встречающиеся повсеместно, остальные свели в электронную таблицу и подвергли кластерному анализу с помощью программы Statistica 6.0 (по протоколу Clustal). Практи — чески все особи сгруппировались в кластеры, не имеющие заметного удаления друг от дру — га, поэтому мы объединили их в более круп- ные, которые полностью совпали с группами, соответствующие станциям сбора материала (огрубление кластеризации произведено для вероятности 0,95). Полученная дендрограм — ма представлена на рис. 1.

Рис. 1. дендрограмма распределения особей речной живородки, построенная по составу амплифицированных межмикросателлитных последовательностей днк

Цифры 1–6 соответствуют номерам стан — ций сбора на приустьевом участке р. кото — росли, 7–9 – на участке р. клязьмы в границах Владимирской области, по горизонтальной оси – генетическое расстояние в условных единицах. как мы и предполагали, наимень — шими различиями в молекулярной структуре днк характеризовались популяции речной живородки, локализованные в непосредс — твенной близости друг от друга, в одном во-

доеме и сходных условиях обитания (1–6 в которосли, 7–9 в клязьме), однако, важно учесть, что межпопуляционный полимор — физм живородки в которосли существенно выше – генетические расстояния между попу — ляциями почти всегда превосходят таковые в клязьме и не зависят от реальной удаленнос — ти популяций друг от друга, т. к. в обоих водо — емах улитки были собраны на одинаковых по протяженности участках (около 1,5 км). Это свидетельствует о том, что межпопуляцион — ный полиморфизм в загрязненном водоеме оказывается выше и, следовательно, техно — генная нагрузка действительно увеличивает частоту мутаций, способствует углублению внутривидовой дифференциации и увеличе — нию темпов микроэволюции по сравнению с естественными, не измененными человеком условиями обитания. В дальнейшем мы пла — нируем более тщательно исследовать выяв — ленную закономерность и использовать для этого не только большее число станций сбора материала и большее видовое разнообразие, но и более тонкий анализ первичной струк — туры днк (методом секвенирования наибо — лее полиморфных межмикросателлитных фрагментов), а также более строгие методы математической обработки результатов био — логических исследований.

Материал взят из: Вестник МГОУ «Естественные ануки» — №5 — 2001

(Visited 2 times, 1 visits today)