Анализ эволюционной изменчивости внешнего транскрибируемого спейсера рибосомной ДНК тараканов рода Blattella

Мысина, Вера Александровна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Анализ эволюционной изменчивости внешнего транскрибируемого спейсера рибосомной ДНК тараканов рода Blattella
ВАК РФ 03.00.15, Генетика

Автореферат диссертации по теме "Анализ эволюционной изменчивости внешнего транскрибируемого спейсера рибосомной ДНК тараканов рода Blattella"

07-1 12

На правах рукописи

Мысина Вера Александровна

АНАЛИЗ ЭВОЛЮЦИОННОЙ ИЗМЕНЧИВОСТИ ВНЕШНЕГО \ СПЕЙСЕРА РИ60С0МН0Й ДНК ТАРАКАНОВ РОДА ВШТТЕНА

Специальность 03,00,15 - генетика

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Работа выполнена в Группе генетической инженерии животных Института общей генетики им. Н.И. Вавилова.

Научный руководитель: доктор биологических наук

Муха Дмитрий Владимирович

Официальные оппоненты:

Доктор биологических наук, профессор

Ким Александр Иннокентьевич

Кандидат биологических наук Гришаева Татьяна Михайловна

Ведущая организация: Институт биологии гена РАН

Защита состоится « » декабря 2006 года в «_» часов на

заседании Диссертационного совета Д 002.214.01 при Институте общей генетики им. Н.И, Вавилова РАН по адресу: 119991 ГСП-1, Москва. ул. Губкина, д.З Факс: (495) 132-69-62.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке Института общей генетики им. Н И Вавилова РАН.

Автореферат разослан ___» ноября 2006 года

Ученый секретарь Диссертационного соеета,

кандидат биологических наук Полухина Г.Н,

" РОССИЙСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ

библиотека

гооу-

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы

Неотъемлемой частью генома любого эукариотического организма является кластер рибосомной ДНК (рДНК), представляющий собой тандемно повторенные гены рибосомных РНК (18S-, 5.8S-, 283-подобные), разделенные рядом спейсерных последовательностей - внутренними транскрибируемыми (ITS1 и ITS2), внешним транскрибируемым (ETS) и межгенными, или нетранскрибируемыми (NTS) спейсерами [Gerbi, 1985].

Описанные структурные элементы рДНК обладают различной степенью эволюционного консерватизма - наиболее вариабельными являются спейсерные последовательности [Gerbi, 1985]. Сравнительный анализ молекулярно-генетической изменчивости этой части генома эукариот многие годы используется в качестве удобного инструмента для понимания закономерностей эволюционного процесса [Алёшин и др., 1995; Forterre and Phillipe 1999; Hillis et al., 1996; Hillis and Dixon, 1991].

Кластер рДНК насекомых, в частности тараканов, содержит в своем составе несколько сотен повторяющихся структурно-функциональных единиц и, таким образом, представляет собой типичный пример мультигенного семейства [Dover and Coen, 1981]. Известно, что кластер рДНК представляет собой удобную модель для анализа механизмов изогенизации («согласованной» эволюции) членов мультигенного семейства. Основные генетические процессы, лежащие в основе изогенизации, были описаны на примере рДНК различных эукариот.

Молекулярно-генетическая организация рДНК различных эукариот во многом сходна, в то же время, каждый вид обладает рядом структурных и функциональных особенностей, характерных для данного участка генома. С нашей точки зрения, для комплексного понимания всего разнообразия генетических процессов, лежащих в основе функциональной активности и эволюционной изменчивости живых организмов, необычайно важным является изучение новых, ранее не исследованных видов, то есть традиционно не являющихся «модельными».

спейсерной последовательностью. Известно, что эволюция тараканов рода Blattella сопровождалась освоением новых экологических ниш, для которых более адаптивными являются разные уровни интенсивности метаболизма. Описание структуры ETS близкородственных видов насекомых и «минорных» вариантов ETS в пределах вида и/или в пределах генома индивидуальной особи, с нашей точки зрения, представляется актуальным подходом для изучения механизмов, лежащих в основе эволюционной изменчивости как рДНК, так и геномов живых организмов в целом.

Цели и задачи исследования

Целью данной работы являлось исследование межвидовой и внутривидовой изменчивости структуры внешнего транскрибируемого спейсера рибосомной ДНК близкородственных видов тараканов рода Blattella: В. germanica, В. asahinai (виды близнецы) и В. lituricollis.

В соответствии с целью были сформулированы следующие задачи данного исследования:

1) Амплифицировать, клонировать, секвенировать и провести сравнительный анализ структуры ETS близкородственных видов тараканов рода Blattella'. В. germanica, В. asahinai и В. lituricollis.

2) Провести сравнительный анализ внутривидовой и внутригеномной изменчивости ETS рыжего таракана В. germanica.

3) Клонировать, секвенировать и провести сравнительный анализ структуры «минорных» вариантов ETS рыжего таракана, то есть тех вариантов ETS, которые не являются основными членами мультигенного семейства рДНК.

4) Определить закономерности наследования «минорных» вариантов ETS рыжего таракана в индивидуальных скрещиваниях.

5) Для определения эволюционного времени образования минорных вариантов ETS рыжего таракана

а) клонировать и секвенировать протяженные фрагменты рДНК, содержащие два типа спейсерных последовательностей; «минорные» варианты ETS и ITS1 / ITS2;

6) исследовать уровень внутри- и межпопуляционной изменчивости ITS1 рыжего таракана.

Научная новизна и практическая ценность работы

Впервые проведено исследование структуры ETS трех близкородственных видов тараканов. Показано, что основные межвидовые отличия структур ETS сравниваемых видов заключаются в различном количестве субповторов, формирующих данный тип спейсеров.

Проведен анализ внутривидовой и внутригеномной изменчивости структурной организации ETS рДНК рыжего таракана. Помимо основного варианта внешнего транскрибируемого спейсера, являющиеся основными компонентами рДНК данного вида, выявлены минорные варианты ETS. Впервые показано, что описанные минорные варианты ETS В. germanica, имеют, во-первых, определенные структурные отличия от повторов, характерных для данного вида, и, во-вторых, тип выявляемых отличий соответствует таковым, характерным для межвидовой изменчивости, Можно предполагать, что описанные минорные варианты ETS представляют собой генетический материал для дальнейшей эволюции вида и могут формировать новые варианты кластеров рДНК.

Впервые показано, что минорные варианты ETS формируются за счет рекомбинационных процессов в пределах времени существования вида, и не являются реликтовыми формами, соответствующими предковым таксонам.

Клонированные и секвенированные фрагменты ДНК, выявленные в геноме рыжего таракана и представляющие собой различное сочетание субповторов, лежащих в основе структуры ETS данного вида, могут быть использованы для изучения механизмов регуляции промотора РНК полимеразы I посредством создания соответствующих векторных конструкций, содержащих описанные варианты ETS в качестве элементов модулирующих уровень экспрессии маркерного гена.

Апробация работы

Результаты диссертационной работы были представлены на 9-й конференции молодых ученых «Биология - наука XXI века», Пущино, 2005; 10-й школе-конференции молодых учёных посвященной 50-летию Пущинского научного центра РАН, Пущино, 2006; XIII международной конференции студентов, аспирантов и молодых учёных «Ломоносов 2006», Москва, 2006; Международной конференции «Генетика в России и мире», посвященной 40-летию Института общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН, Москва, 2006.

Структура и объем диссертации. Публикации.

Диссертация изложена на 112 страницах и включает стандартные разделы: введение, обзор литературы, материалы и методы, результаты и обсуждение, выводы. Работа иллюстрирована 14 рисунками, содержит 3 таблицы. Библиография - 250 источников зарубежных и отечественных авторов. По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ.

Работа выполнена при финансовой поддержке Программы фундаментальных исследований РАН «Биоразнообразие и динамика генофондов» (подпрограмма «Динамика генофондов»).

1. Клонирование и секвенирование ЕТЭ рДНК трёх близкородственных видов тараканов рода Б/а»е//а

На рисунке 1 представлена схема структурной организации кластера рибосомных генов эукариот. Ранее в Группе генетической инженерии животных ИОГен РАН посредством универсальных праймеров [Муха и др., 1995; Муха и др., 1996] были амплифицированы перекрывающиеся фрагменты рДНК рыжего таракана и определена последовательность нукпеотидов нативного повтора рДНК этого насекомого (каталожный номер ОепВапк АР005243). На основе данной последовательности нами были созданы две пары праймеров д1д1дадас1даассаад1д1д и са1а1дас1айддсадда1с (на Рисунке 1 обозначены стрелочками и номерами 1 и 2), позволяющие амплифицировать внешние транскрибируемые спейсеры близкородственных видов тараканов рода ВШеНа.

A ETS NTS

1 2 4 5 3

Рисунок 1. Схема структурной организации кластера рибосомных генов эукариот. ETS -внешний транскрибируемый, ITS1 и ITS2 -внутренние транскрибируемые спейсеры; NTS -«транскрибируемый спейсер, 18S, 5.8S, 28S - соответствующие гены рибосомных РНК, Заштрихованным овалом обозначен промотор РНК полимеразы I. Стрелками и номерами (1, 2, 3, 4, 5) обозначены праймеры, используемые для амплификации соответствующих фрагментов рДНК.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Результат полимеразной цепной реакции тотальной ДНК ß. germanica, S. lituricollis и В. asahinai с праймерами фланкирующими область локализации ETS, представлен на рисунке 2 (дорожки 1, 2 и 3 соответственно). Как видно на рисунке, амплифицированные фрагменты каждого из исследованных видов тараканов имеют характерный размер: ~800, -450 и -650 п.о. у В. germanica, В. lituricollis и В. asahinai соответственно. В тоже время, помимо «основных» вариантов амплифицированных фрагментов (на рисунке 2 обозначены стрелочками), на каждой из дорожек рисунка 2 выявляются минорные фракции (на рисунке обозначены звездочками), по-видимому, представляющие собой варианты ETS, представленные в составе мультигенного семейства рДНК каждого из исследованных видов значительно меньшим количеством копий по сравнению с основным вариантом.

мюм щ цц

Ш Ш ъ^;:.

L. *

» - ■ . -

* ■

; Лш

ПО

1000

750

500

250

Рисунок 2. Результат амплификации фрагмента рибосомной ДНК, содержащего внешний транскрибируемый спейсер тараканов рода Blattella.

1 - В, germanica,

2 - В, lituricollis,

3 - В. asahinai.

М - маркерная ДНК. Стрелками обозначены основные варианты ETS исследованных видов, звездочками - минорные варианты.

Основные варианты EIS каждого из исследованных видов бы пи клонированы в плазмидном векторе pGEM-T-Easy Vector («Promega») и секвенированы. Сравнительный анализ определенных последовательностей нуклеотидов представлен на рисунке 3.

Как видно на рисунке За, в пределах ETS В. germanica находятся четыре типа субповторов (выделено чёрным фоном, серым фоном, жирным шрифтом и увеличенным шрифтом, соответственно), каждый из которых представлен несколькими копиями.

Отметим, что выявленные субповторы в пределах ETS не являются полностью идентичными. Так субповтор, выделенный на рисунке серым фоном, имеет вариабельный пятый от 5' конца нуклеотид: у первого субповтора это тимидин, а у двух других - цитозин (на рисунках За, б и в вариабельный нуклеотид выделен подстрочным шрифтом). Как будет показано далее, данная последовательность является одной из «горячих точек» рекомбинации в пределах ETS.

Сравнительный анализ последовательностей нуклеотидов ETS В. germanica и вида близнеца В. asahinal выявляет делецию двух субповторов (123 по) у последнего (рисунок 36). Отметим, что в остальной части ETS В. asahinai, значительных отличий от ETS В. germanica не выявлено, за исключением дополнительной делеции двух нуклеотидов (TG) в пределах субповтора, выделенного серым фоном на рисунках За, б и в (три TG повтора в 5' области этого субповтора выделены крупным жирным шрифтом).

В пределах ETS В. lituricollis четыре описанных у двух других эволюционно родственных видов тараканов субповторов, представлены в единичных копиях, то есть по сравнению с ETS В. germanica происходит делеция пяти субповторов (337 по) (рисунок Зв). При этом субповторы, обозначенные увеличенным шрифтом и жирным шрифтом являются «вырожденными», то есть содержат большое количество нуклеотидных замен (обозначено надстрочным шрифтом) и микроделеций (обозначено надстрочными точками), Субповтор, выделенный серым цветом идентичен таковому В. asahinai, то есть содержит делецию двух первых TG, при сравнении с ETS В. germanica.

У всех исследованных видов тараканов эволюционно консервативной является повторяющаяся последовательность, обозначенная на рисунках За, б и в черным фоном.

Таким образом, показано, что в процессе эволюции тараканов рода Blattella происходили круциальные изменения в структуре внешнего транскрибируемого спейсера рДНК, главным образом заключающиеся в изменении числа субповторов.

> в. germanica

ВИВЯЯ^ J¡1 "'"'ИТКСCT TCGGGСATGÄATGAGTTGGGG (I ) CGTACGGTTCTAGCTTGTCTC GGCATATCTGTCCGTATAGGATTGTGTGÍ^JgJ^JjijjJíSTGGCCTGTGACCGACCCCACAAAGAGTG TACTCTGTGcGCCTTCGGGCATGAATGAGTTGGGG (2; CAATGCGTGGAAGGTTCGTCCGAGATAT GGTCG ATCC CG CTTG AG GCTGCAGAGCCGATGGACGGGGGTAG АТСGGGAAAAG AATC С G ACACGTÄCGOTTC£iiGCITGTCTCGi3CkTkTCT<jTCCGTATAGGATTeTGTGT^^^^^2 Б' GTGG CCTGTGACCGACCCCACAAAGAGTGTACTCTGTG7GCCTTCGGGCATGAATGAGTTGGGG О ) CAATGCG

TGGAAGGTTTGTCCGAGATATGGTCGATCCCGCTTGAGGCTGCAGAGCCGATGGACGGGG GTAGATCGG G AAAA G AATCC G ACA CGT ACGGTTCTAGCTT GTCTCGGCATATCTGTCCGTATASGA TTGTGTGT^JJJ^SS <fi) GTGGCCTGTGACCGACCCCACAAAGAGTGTACTCTGTGCGCGATCTAGTC

T с тс CG CAAGG ACCTTTC CCGTC TCG AG ATGTATTTCTTGTGTCCGGGGTC TATAGGTTTTCTTGTCGGC TGTCGGACTTTTTCTGTCGGAGAGTATTAATGACTAGGTTGCCATGCGGGGCTTTTGTACCCGTGGCGCC TGTT CGGAGC ACGTff TAAAA CAA CGCA CGAGTTCCC TGOTMA TCCTGCCAGTAGTCA TATQ

> В. asahinai

BBfltH^ffi ддассал rj^hc с TTC GGGCATGAATGAGTT GG GG С AATG CGTGGAAGGTTCGTCCGAGA TA CG GTCG ATCCCG CTTG AG GCCGCAGAGCCGATGGACGGGGGTA G АТС GGGAAATGAA ТС С G AC A cgtacggtt ctagct tgtctcggcatat ctgtccgt ataggattgtgt глШЯВЯВЯста

gc ctgtgaccgaccccacaaagagtgtactct GTGcGCCTTCGGGCAT GAATG AGTT GG GGCAATG С GT GGAAGGTTCGTCCGAGATATGGTCGATCCCGCTTGAGGCTGCAGAGCCGATGGACGGGG GTA GATCGGG AAAAG А АТС CGACAcgtacggttctagcttgtctcggcatatctgtccgtatagga

tt gt gtgt^jbvjfflj^gtg gcctgtgaccgacg CCacaaagagtgtactctgtg CGCGATG TAGTCTCT CC 3CAAGGAC CTTTCCCGTC TCGAGATGTATTTCTTGTGTCCGGGGT ct ataggtttt CTTGTCC-GCTGT CGG АСТТТТТ CTGTCGC AGAGT A TTAATGACTAGGTTGCCATG CGGGGCTTTTGTACC CGTGGCG С CTGT TCGGAG cacg TGTAAAA CAA CGCACGA GTTCCCTGGTTGA TCCTGCCA CTAGTÇATATG

Делеция (В. germanica/ a. asahinaí)-123 ни

TGTGTGCCTT CGGGCATG AATGAGT TGGGG cgtacgöttctagcttgtctcggcatat ctgtccgtatag gatt gtgtgtgt gt gagac gtggcc tgtgaccgac cc cacaaagagtgt act с

> В. lituricollÍB

^^^^^::"v::'v^CCTTCGGGCAAGAATGAGTTGGGGGCA'TGCGTGGAAGGTTGTCCG'TAT ATG GTC G АТС CCGCTTG AG G CTG С A G AG С С G'TG G ACG G G TG ATCGG G АА1 A'AATCCG А

с acgc acggtt ct agctt gtc*c '1 " °tet cc gtcc° tstc ggîaïg*1tgt gtgt" g ac 'tggcctgtgaccg a

CCCCA......GTGTACrCT TG'GCG TCTAGTCTCTCCGCAAGGACCTTcCCCG*Cc ' ' 9GATGTATTTCTTGT

lT ' GGGGTCTA1 1GGTTTTC TTGT CGGCTGTCGGACTT5T° CT ' " CGGAGAGTAT3AATGACTAGGTTGCCAT GCGGGG CTTT ' GcAC CCGTGGCGCCTGTTCGG AG CACGTÔTAAcacaac(ïca COA G TTCCCTGGTTGA TCC TGCCA GTAGTCA TA TG

Делеция №- germanica/ В. licuricollis) -337 нп

TGTG TGCCTTCG ggcat g AATGAGT TGGGG cgtacggtt ctagcttgt ctcggcatatctgtc cgtatag gattgtgtgtgtgt gagac gtggcc tgtgaccgac cc cacaaagagtgt actct GTGCGCCTTCGGGCAT GAATGAGTTGGGGCAATGCGTGGAAGGTTCGTCCGAGATATGGTCGATCCCGCTTGAGGCTG CAGAGCCGATGGACGGGGGTAGATCGGG AAAAG AATCCGACAcgtacggttctagcttgtct cgg catat ctgt ccgtataggattgtgtgtgtgtgagacgtggc ct gt gac cgaccccacaaagagt gta ctc

Рисунок 3, Последовательности нуклеотидон, содержащие изучаемую область генома трех близкородственных видов гараканов А ~ В. germanica .Б -В. asahtnai, В - В ¡ituricollis. Жирным курсивом выделено начало 18S гена; черным фоном, серым фоном, жирным шрифтом и увеличенным шрифтом выделены субповторы ETS- номера в скобках указывают порядковый номер субповтора; крупным жирным шрифтом выделены TG-повторы, предположительно играющие важную роль в ре комбинационном процессе (пояснения в тексте); вариабельные нуклеотиды обозначены надстрочным прописным шрифтом, делеции - надстрочными точками Двойным подчеркиванием обозначены праймеры, используемые для амплификации ETS (на рисунке 1 они обозначены стрелками и номерами 1 и 2 соответственно).

2. Исследование внутривидовой изменчивости структурной организации ЕТЭ рДНК рыжего таракана

Для исследования внутривидовой изменчивости структурной организации ЕТЗ анализировали паттерны амплифицированных фрагментов, соответствующих внешним транскрибируемым спейсерам рДНК, рыжих тараканов, обитающих в различных регионах России, Украины, США, Франции и Китая (Тайваня). Всего было проанализировано более 240 особей: Москва, Россия - 58; Курган, Россия - 50; Старый Крым, Украина - 40; Киев, Украина - 38; Ралли, США - 50; Реннес, Франция - 5; Тайбэй, Тайвань - 2. ПЦР с тотальной ДНК тараканов, изолированной из индивидуальных особей, проводили с использованием праймеров ^д1дадайдаассаад1д1д и catatgactactggcaggatc - на Рисунке 1 обозначены стрелочками и номерами 1 и 2), фланкирующих область локализации ЕТЭ.

На Рисунке 4 представлены три варианта, выявленных в ходе данного исследования, паттернов амплифицированных фрагментов ЕТБ. Паттерны, представленные на дорожках 1 - 10 являются наиболее типичными, характеризующими структуру ЕТЭ подавляющего числа (~95%) исследованных особей рыжего таракана. В тоже время, в ряде популяций - Курган, Россия; Старый Крым и Киев, Украина - были выявлены единичные особи тараканов, обладающие «нетипичной» структурой ЕТЭ. На дорожке 11 представлен результат электрофоретического разделения амплифицированных фрагментов ЕТБ ряда особей, обитающих в популяциях Старого Крыма и Киева; на дорожке 12 - ряда особей тараканов, обитающих в популяциях г. Кургана. Главное отличие «нетипичных» паттернов от характерных для данного вида насекомых заключается в необычном соотношении количества «основных» и «минорных» вариантов ЕТБ (смотрите раздел «Клонирование и секвенирование ЕТЭ рДНК трёх близкородственных видов тараканов рода ВШеНа»), характеризующих кластер рибосомных генов исследованных особей.

Считается, что характерной особенностью мультигенных семейств является единообразие повторяющихся структурных единиц в пределах вида и их

несхожесть при сравнении повторов у представителей различных видов [Dover et al., 1982]. В настоящее время общепринятым объяснением этой особенности структурной организации мультигенных семейств является следующее. Согласованный,' "концертный" характер эволюционной изменчивости членов мультигенных семейств обуславливается рекомбинационными процессами между повторами, при этом показано, что главную роль играет внутрихромосомная генная конверсия [Dover, 1982; Nagylaki and Petes, 1982]. За счет неравных рекомбинационных обменов происходит элиминация мутантных вариантов повторяющихся структурных единиц и достигается единообразие между членами мультигенного семейства.

Теория концертной эволюции является в настоящее время общепризнанной - именно ею руководствуются исследователи при интерпретации полученных результатов, касающихся популяционной и эволюционной изменчивости мультигенных семейств.

Экспериментальные данные, полученные нами при изучении внутривидовой (популяционной) изменчивости структуры ETS В. germanica, кратко можно резюмировать следующим образом - геном подавляющего числа особей, во всех исследованных популяциях, содержит кластеры рибосомных генов, повторяющиеся единицы которого имеют внешний транскрибируемый спейсер, характерный для данного вида (данный тип спейсера назван нами «основным» вариантом), кроме того, в геноме содержится незначительное количество повторов рДНК, ETS которых отличается от основного варианта протяженностью нуклеотидных последовательностей (Рисунок 2 и Рисунок 4). В тоже время, в ряде популяций были обнаружены особи, в геноме которых «минорные» варианты ETS представлены числом копий, сравнимым с таковым характерным для основного варианта ETS данного вида (Рисунок 4, дорожки 11 и 12).

С нашей точки зрения, возникновение кластеров рибосомных генов, содержащих резко увеличенное число повторов рДНК, ETS которых представлено «минорными» вариантами, можно объяснить магнификацией соответствующих минорных повторов, происходящей с редкой частотой случайным образом Эволюционное значение магнификации редких повторов рДНК нами будет обсуждено в разделе «Определение эволюционного времени образования минорных вариантов ETS рыжего таракана».

12 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Рисунок 4. Результат амплификации фрагмента рибосом ной ДНК, содержащего внешний транскрибируемый спейсер тараканов В. germanica из различных популяций. Дорожки 1-10 -популяции из г. Москвы. Россия и Ралли, США - («типичный» результат амплификации: основной вариант ETS представляет собой мажорную фракцию); дорожки 11 -Киев, Украина и 12 - Курган, Россия («нетипичный« результат амплификации: «минорный! варианты ETS, обозначенные на рисунке звездочками, представлены фракциями ДНК, по количеству копий сравнимыми с основным вариантом ETS).

3, Нуклаотидный состав минорных вариантов ETS рДНК рыжего таракана

Описание структуры минорных фракций амплифицированных фрагментов ETS представляется крайне интересным. Очевидно, что выявление и секеенирование минорных вариантов ETS, имеющих определенные структурные отличия от повторов, характерных для данного вида, в особенности, если тип выявляемых отличий соответствует таковым, характерным для межвидовой изменчивости, означает характеристику потенциального генетического материала, преобразования которого может лежать в основе дальнейшей эволюции вида

После электрофореза в 0,8% агароэмом геле материала, полученного в результате ПЦР тотальной ДНК рыжего таракана с праймерами, фланкирующими ETS (смотрите рисунки 1 и 2), фракции ДНК, имеющие бо'льшую и меньшую электрофоре™ чес кую подвижность, чем «основной» фрагмент, элюировали из геля и клонировали в векторе pGEM-T Easy {Promеда). Полученные клоны скринировали по электрофоретической подвижности плаэмидной ДНК и рекомбинантные молекулы, содержащие вставки, отличные по размеру от «основного» фрагмента, характерного для данного вида, секвенировали с использованием праймероа M13-reverse I M13-forward (Promega), Три из семи

секвенированных «минорных» вариантов ETS В. germanica представлены на рисунке 5.

Образование минорных ETS рыжего таракана, соответствующих последовательностям #1 и #2 может происходить за счет гомологичной рекомбинации между описанными субповторами «основного» варианта внешнего транскрибируемого спейсера; при этом рекомбинация может происходить как в пределах одного спейсера, так и между субповторами, принадлежащих различным повторам рДНК. Однако при интерпретации результатов амплификации фрагментов ДНК, содержащих субповторы, следует соблюдать особую осторожность, поскольку известно, что в процессе ПЦР может происходить формирование in vitro рекомбинантных ПЦР-продуктов в результате отжига на одном из первых циклов амплификации вместо праймера более протяженной частично элонгированной однонитевой последовательности [Bradley and Hillis, 1997; Kupriyanova et al., 2004]. С учетом данного обстоятельства, формирование минорных вариантов ETS #1 и #2 (рисунок 5) может быть обусловлено неточностями ПЦР, а не рекомбинацией in vivo.

Принципиальным, с нашей точки зрения, является выявление фрагмента #3 (рисунок 5). Очевидно, что амплификация такого фрагмента не может быть объяснена формированием артефактной последовательности in vitro в процессе ПЦР, а может являться следствием только рекомбинации in vivo между гомологичными последовательностями, принадлежащими двум разным повторам рДНК. Сравнительный анализ последовательности #3 и «основного» варианта ETS В. germanica показывает, что последовательность #3 является следствием рекомбинационного процесса между субповторами «основного» варианта ETS, выделенными на рисунке За соответственно черным и серым цветом и обозначенными номером 1 и гомологичными субповторами ETS другого повтора рДНК, обозначенными теми же цветами и номером 3. Обстоятельством, облегчающим анализ данного рекомбинационного процесса, является, как было показано выше, неидентичность субповторов, выделенных на рисунках За и 5 (последовательность #3) серым цветом и соответствующими номерами 1, 2 и 3. Кроме того, характерной особенностью рекомбинации, приводящей к возникновению последовательности #3, является делетирование двух первых нуклеотидов (TG) субповтора, выделенного серым цветом и обозначенным номером V (смотрите рисунок 5).

Последовательность #3 не является «основным» вариантом ETS ни у одного из исследованных нами близкородственных видов тараканов рода Blattella, однако, очевидно, что описанный тип рекомбинации может привести к возникновению ETS как В. asahinai, так и В, lituricollls из «основного» варианта ETS В. germanica. Так, рекомбинация между субповторами, обозначенными номером 1 и черным и серым цветом соответственно одного повтора рДНК с гомологичными последовательностями, выделенными теми же цветами, но обозначенные номером 2 другого повтора рДНК, приведет к возникновению ETS, характерного для В. asahinai. Структура ETS, характерная для В. lit uncoil is, так же может быть сформирована за счет рекомбинации между описанными субповторами. Отметим, что как у В. asahinai, так и у ß. lituricollis выявляется делеция первых двух нуклеотидов (TG) соответствующих субповторов обозначенных серым цветом, что является дополнительным свидетельством в пользу предложенного механизма возникновения новых вариантов ETS, способных приводить к формированию кластера рДНК нового вида.

4. Анализ наследования различных структурных вариантов ETS Blattella germanica в ряду поколений.

Выявленные нами повторы рДНК, содержащие внешние транскрибируемые спейсеры, отличные от таковых, характерных для данного вида, могут быть локализованы как в пределах кластера рибосомных генов, так и за его пределами. Можно предположить, что процесс изогенизации повторов происходит неравномерно по всей длине мультигенного семейства и фланги кластера вовлечены в этот процесс в меньшей степени; кроме того, нельзя исключить роль орфонов, то есть фрагментов рДНК, локализованных вне кластера рибосомных генов [Benevolenskaya et at., 1997]. В этих районах без существенного влияния на фенотип особи может происходить формирование новых структурных вариантов.

Известно, что кластер рибосомных генов рыжего таракана локализуется в Х-хромасомах [Ross and Liu, 1995]. Самки рыжего таракана имеют две X-хромосомы (XX), самцы имеют одну Х-хромосому (ХО) [Cochran and Ross, 1970; Cohen and Roth, 1976]. Описанный ниже методический подход позволил нам определить, что повторы рДНК, содержащие минорные варианты ETS, находятся в пределах половых хромосом (Х-хромосом), а не локализуются в аутосомах.

.....ii i ii ii ii i i ttcgggcatgaatgagttggggcgtacggttctagcttgtctcg

gcatatc tgtccgtataggat tgtgtgt^^jawj^gtggcctgtgaccgac cc cacaaagagtgtac t

ctgtgcgccttcg ggcatgaatgagttgggg с aatg cgtggaaggttcgtccgagatatggtcga TCCCGCTTGAGGCTGCAGAGCCGATGGACGGGGGTAGATCGGGAAAAGAATCCGACAcgt

acggttctagcttgt ctc ggcatatc tgtccgtataggat tgtgtgtbvtummiwgt 30 cctotgaccg accccacaaagagtotactctgtgcg cgatctagtctctc cg caaggaccttt cc cg t ct cgagatgtat ttcttgtgt ccggggt ctataggttttcttgtcgg ctgtcggactttttctgtcg cagag tattaatgac taggt tgccatgcggggcttttgt ac ccgtggcgc ctgtt'ggagcacgtgtaaaa CAACGCA CGAGTTCC CTGGTTGA TCCTGCCAGTAGTCA TA TG

?#2_

щд11 i ........ 11| t^1"^ tt cgggcatgaatgagttggggcgt acggttct a3cttgtctcg

gcatatc tgtc cgt at aggat tgt gtbtjt^tfrftfflfl-mgtggc ctgtgaccoaccc c ac aaagagt gt act

ctgtgcgcgatctagtctctccgcaaggac с гтт cc cgtctcgagatgtatttcttgtgtccggggt ста taggttttcttgtcbgctgtcggactttttctgtcgcagagtattaatgactaggttgccatgcggggct tttgtacc cgtggcgcctgttcgg ag ca CGTGTAAAACAACGCACGAGTTCCCTGGTTGATCCTGC CAGTA GTCATJ^TG

iv ¡5'- -7g :^"':,'^tfrmccttcgggcatga-atgagttaggg (1) cgtacggttctagcttgtctc

ggcatatc tgtc cgt at aggattgt ktfitmih&kwj»! (щ) 0tggcctgtgaccgaccccacaaagagt3 tactctgtgcgccttcgggcatgaatgagttgggg(2)CAATGCGTGGAAGGTTCGICCGAGATAT

ggtcgatcccgcttgaggctgcagagccgatggacgggggtagatcgggaaaagaatcc

gacacgtacggttctagc ttgtc tcggcatatctgtc CRTATAGGATTGTGTGlBBtBSffiB л 7';"'

^^THecttcgggcatgaatgagttgggg fl') CAATGCGTGGAAGGTTCGTCCGCGATATGGT С G ATCCCG CTTG AG GCTGCAGAGCCAAGGACGGGG GT AG АТС G GG AAAAAG AATCCG А С ACGTACGGTT С TAGCTTGTCTC GCATATC TGTC CGT AGGATGGTGT^SS^ffi 'S1 gtggcctgtgac

cgaccc cacaaagagtgtactctgtgcgcgatt ctagtctctccgcaaggiacctttt cccgt ct cgagat gtatttacttgtccggggtgtaggttttt cttgtcggctgtcggactttttctgt cg cag actattaatg actaggttgc catgcgggactttttgcac ccgtggcgcctgtt cggag cacgtgtaa ca caacgca ccag TTTCCCTGGTTGATCCTGCCAGTJ\ GTCATATG

Рисунок 5. Последовательность нуклеогидов минорных вариантов ets Б. germanica. Условные обозначения идентичны таковым на рисунке 3. Субповторы, обозначенные I', предположительно вошли в состав данного варианта ets в результате рекомбинации с гомологичными последовательностями другого повтора рДНК (пояснения в тексте).

Из нескольких десятков тараканов, обитающих в популяции г. Киева (Украина), часть особей которой характеризуются нетипичной структурой ЕТЗ (Рисунок 4, дорожка 11), была основана лабораторная линия этого вида насекомых, названная нами «Киев». Из этой линии были сгруппированы изосамочные сублинии, часть из которых была обогащена особями, содержащими нетипичные ЕТЭ. Индивидуальных девственных самок из московской популяции, содержащих типичную структуру ЕТБ (Рисунок 4, дорожки 1, 2), скрещивали с индивидуальными самцами их сублиний линии «Киев». После формирования у самок оотек (то есть после успешного прохождения скрещивания), из самцов выделяли тотальную ДНК, которую анализировали методом ПЦР с Прай мерами,

фланкирующими внешний транскрибируемый спейсер, для выявления типов ЕТБ, характеризующих геном этих особей. Из потомков, полученных от индивидуальных скрещиваний, в которых геном самки содержал «типичные» варианты ЕТБ, а рДНК самца характеризовалось «нетипичной» структурой, были основаны лабораторные линии, позволяющие определить характер наследования различных структурных вариантов ЕТБ рыжего таракана.

Из родителей (самки и самца) и их потомков (р1 и Р2) выделяли тотальную ДНК, которую амплифицировали с праймерами, фланкирующими ЕТБ (на рисунке 1 праймеры обозначены стрелочками и номерами 1 и 2). Продукты ПЦР анализировали методом электрофореза в 1% агарозном геле. Полученные результаты представлены на рисунке 6.

Очевидно, что все самки (XX) первого поколения (Р^ будут наследовать X-хромосомы характерные для самца-родителя, то есть, если повторы рДНК самца (ХО), содержащие ЕТ8 нетипичной структуры, локализованы в пределах X-хромосом, все самки р1 будут являться носителями нетипичных повторов рДНК. Напротив, самцы (ХО) первого поколения наследуют одну из Х-хромосом самки-родителя (XX). Описанный характер наследования повторов рДНК, содержащих ЕТБ нетипичной структуры, был подтвержден экспериментально - полученные результаты представлены на рисунке 6а.

Самцы второго поколения (Р2) содержат одну из Х-хромосом самок Р,. Поскольку, как было показано выше, одна из Х-хромосом самок р1 маркирована нетипичными повторами рДНК (смотрите рисунок 6А) 50% самцов должны являться носителями «нетипичных» повторов рДНК, другие 50% должны содержать только повторы рДНК, характерные для самки-родителя. Самки второго поколения (Рг) теоретически могут содержать следующие комбинации исходных Х-хромосом самки (Х5Х7) и самца (Х^О) основоположников данной линии: 50% Х^Хц, 50% Х9 Х- Теоретически ожидаемые результаты были подтверждены экспериментально (рисунок 66).

Отметим, что описанный характер наследования Х-хромосом, маркированных рДНК, содержащими нетипичные ЕТБ, во втором поколении возможен только при условии низкой частоты рекомбинации между X-хромосомами самок первого поколения.

"" . . ...... Г-:"-*-.-'-'

<■» *• «с» #'» »;■.»>>■ 4 ■ яш^шшьш 1»ш» ш *

: ■- ль.. 1 . ■ 1Г.Т .. П ■.

ы т

Щк 1 Ш

Ро Р9

Рисунок 6. Результат ГЩР с праймерамн gtgtgagactgaaccaagtgtg и catatgaclactggcaggatc тотальной ДНК особей рыжих тараканов, являющихся потомками (А - Р|, Б — РД полученными от индивидуального скрещивания. На каждой из дорожек представлен паттерн ЕТ5 отдельных особей. Условные обозначения: Р^, Р£ - родители, соответственно самец и самка; Р-самки первого и второго поколения соответственно; Рг<? - самцы первого н второго поколения соответственно. Звездочкой обозначен «минорный» вариант ЕТ5, представленный в геноме Р(? увеличенным количеством копий.

5. Определение эволюционного времени образования минорных вариантов ЕТБ рыжего таракана

В настоящее еремя принято считать, что формирование мультигенного семейства нового вида, отличного от такового предковой формы, происходит на уровне популяции. Посредством компьютерного моделирования и соответствующих математических расчетов было показано, что в случае, когда мупьтигенное семейство обуславливает селективно нейтральный признак, формирование мультигенного семейства нового типа происходит за счет стахостических процессов, то есть один из мутантных вариантов случайным

образом может стать основным членом мультигенного семейства вновь сформировавшегося вида [Dover et al., 1982; Dover, 1982]. Селективная значимость признака не меняет характер формирования нового мультигенного семейства, а лишь ускоряет этот процесс за счет давления отбора. Таким образом, предлагаемые модели концептуально находится в рамках общей теории нейтральной эволюции [Кимура, 1985].

Альтернативным механизмом, приводящим к формированию мультигенного семейства отличного от предковой формы, с нашей точки зрения, может являться сальтационная реорганизация этого участка генома в клетках полового пути; отметим, что в данном случае не популяция, а конкретная особь будет являться «единицей эволюции» и основой для формирования нового вида.

Этот подход хорошо согласуется с постулатами теории генетического мономорфизма, согласно которой формирование нового вида рассматривается «не как градуальный вероятностный процесс, протекающий на популяционном уровне, а как следствие крупных генетических реорганизаций, маркируемых мономорфными признаками» [Алтухов, 2003].

Экспериментальные данные, подтверждающие возможность масштабной реорганизации рДНК, впервые были получены при исследовании мутантных плодовых мушек, содержащих крупные делеции кластера рибосомных генов [Henderson and Ritossa, 1970]. Было показано, что при определенных сочетаниях родительских генотипов в клетках полового пути у части потомков первого поколения происходит наследуемое восстановление числа копий повторов рДНК. Показано, что это обусловлено магнификацией одного или нескольких повторов, что приводит к увеличению числа повторяющихся единиц и восстановлению мультигенного семейства, характерного для данного вида [Komma and Atwood, 1994].

Экспериментальное доказательство существования генетического механизма, индуцирующего процесс магнификации отдельных членов мультигенного семейства, с нашей точки зрения, необычайно важно не только для понимания закономерностей поддержания адаптивно необходимого числа повторов в мультигенных семействах конкретного вида, но и для понимания закономерностей формирования мультигенных семейств нового вида.

Как было обсуждено ранее (смотрите главу «Анализ наследования различных структурных вариантов ETS Blattella germanica в ряду поколений»), можно предположить, что процесс изогенизации повторов происходит

неравномерно по всей длине мультигенного семейства и фланги кластера вовлечены в этот процесс в меньшей степени. Кроме того, нельзя исключить роль орфонов, то есть фрагментов рДНК, локализованных вне кластера рибосомных генов, как генетического материала для дальнейшей эволюции [Benevolenskaya, et al,, 1997]. В этих районах без существенного влияния на фенотип особи может происходить формирование новых структурных вариантов, имеющих селективное преимущество в изменившихся условиях окружающей среды.

Избирательная магнификация и направленная генная конверсия - два механизма, благодаря которым новый структурный вариант может стать основным членом мультигенного семейства либо сформировать новое мультигенное семейство.

Известно, что интенсивность синтеза рРНК (во многом определяемая структурой спейсерных последовательностей) коррелирует с общим уровнем метаболизма, который, в свою очередь, является важной адаптивной составляющей, определяющей приспособительные способности особи к данным условиям окружающей среды. При освоении новых экологических ниш более адаптивными могут являться разные уровни интенсивности метаболизма и, как следствие, разные уровни интенсивности синтеза рРНК. В настоящее время ничего не известно о конкретных молекулярных механизмах, индуцирующих процесс магнификации. В тоже время, в рамках логики изложенного, для организма как целого две ситуации - а) когда резко уменьшено количество «адаптивных» повторов рДНК и б) когда количество повторов соответствует среднему, характерному для данного вида, но тип повторов не является адаптивным в новых условиях окружающей среды - представляются сходными, способными приводить к индукции магнификации повторов рДНК определенного типа.

Исходя, из предполагаемой биологической роли описанных минорных вариантов ETS представляется крайне интересным определение эволюционного времени формирования этих структурных элементов генома. Другими словами, необходимо ответить на вопрос: происходило ли формирование новых вариантов ETS в течение времени существования вида, либо тараканы рода Blattella унаследовали их от предковых таксонов.

Для определения эволюционного времени формирования минорных вариантов ETS В. germanica, посредством пары праймеров gtgtgagactgaaccaagtgtg и cagactcctctcgaggagag (на Рисунке 1 обозначены

стрелочками и номерами 1 и 3), были амплифицированы протяженные участки генома этого вида насекомых (~4.5 тпо), содержащие последовательности - ITS1, 5.8S, ITS2 и, предположительно, как основной так и минорные варианты ETS (см. Рисунок 1). Амплифицированные последовательности клонировали в векторе pGEM-T Easy (Promega) и полученные рекомбинантные молекулы скринировли а) по электрофоретической подвижности, б) методом ПЦР с праймерами 1 и 2 (Рисунок 1) для выявления клонов, содержащих внутренние транскрибируемые спейсеры (ITS1 и ITS2), а также основной, либо минорные варианты ETS. В результате было отобрано два клона, один из которых содержал основной вариант ETS (см. рисунок За) - клон 4_5_1, другой клон содержал минорный вариант ETS, последовательность нуклеотидов которого представлена на рисунке 5 (#2) - клон 4_5_4. Сравнение последовательности нуклеотидов ETS клонов 4_5_1 и 4_5_4 показывает, что помимо точечных нуклеотидных замен сравниваемые ETS различаются по числу субповторов, формирующих этот тип спейсерных последовательностей.

Попарное сравнение нуклеотидов, соответствующих последовательностям ITS1 и ITS2 клонов 4_5_1 и 4_5_4 представлено на рисунке 7. Как видно на рисунке, основные различия заключаются лишь в небольшом количестве точечных нуклеотидных замен.

Посредством пары праймеров - ggaagtaaaagtcgtaacaagg и gtgctcggctcactaggtggc (на Рисунке 1 обозначены стрелочками и номерами 4 и 5), фланкирующих ITS1 [Муха и др., 1999], были амплифицированы, клонированы и секвенированы соответствующие последовательности ДНК тараканов, обитающих в различных географически удаленных популяциях: (Москва, Россия; Курган, Россия; Киев, Украина; Старый Крым, Украина; Тайбэй, Тайвань). Сравнение описываемых последовательностей нуклеотидов представлено на рисунке 8. Как видно на рисунке, уровень внутривидовой изменчивости ITS1 рыжего таракана крайне незначительный - полиморфизм данного участка генома может быть охарактеризован лишь единичными нуклеотидными заменами.

Ранее в Группе генетической инженерии животных ИОГен РАН был проведен сравнительный анализ эволюционной изменчивости ITS1 и ITS2 близкородственных видов тараканов рода Blattella. При попарных сравнениях последовательностей нуклеотидов как ITS1, так и ITS2 были выявлены сальтационные изменения анализируемых последовательностей ДНК в процессе формирования видов [Муха и др., 1999].

4 5_1_ITS1 1TS1

4js 1_xts1 4 5~4 ITS1

< S IJCTBl 4~S 4_ITE1

4_S_1-ITS1 4~5~«_ITS1

t S_l_Tt» 4~5 4JtTSl

4 5 4 1Г31

4_5_l_tTSl 4 5 4 ITS1

4 5 1_IT31

4 5_1_ITS1 4 S 4~ITS1

4511t31 4 5 4~ITS1

4_5_l_tTSl 4 5 4 I»S1

4 5_l_ITflI 4~s 4 наг

4 S_1_ITS2 4~5 4~ITS2

4 5_1„IT3!

1_XT32 4 S~4~ITSa

4 5 1 XTSJ

4 S 4"irsl

4_E_1_ITS2

4 s i"iTsa

4 5 l^ITSi 4 E~4"lTSJ

4_S 1_II9J 4 5~4'lT32

ACTTTATCGTTGecACTATGGAAGTTTTGTGGAGGAGAGAGAGATTCCGCGTGTeTGTCG actttatggttgceactatggaagttttgtggaggagagagagattccccgtgrgtgtcg

ttcgttggtggacgcocgcocikgsgcgaattcigtttttactogaaotgcttttgagca

ttcgttggtg^cgcgcgcgcgcgggcgaattctgtttttactggaagtgcttttgagca

cattgtttt3tacttaggcaactctttcgtcchtttcggcggagaagcttgcccttttta С attgttitrtacttaggcaaltcittggtccgtttcggcgg agaagg TTGCCCTTTTTA

TGGGTACGGCGCTTiTGTGTGCGCCGTTGAAAGAAQACTGACTCTAACAGTCTTCGCCCA TGGGTACGGCGC14TTGTGrGCGCCGlTGAAAGAAGACTCACTCTAACAGTCTTCGCCCA

AAOGGTTTGTAGTAA GGGG CIGt:ATGCTT CACGTGCT G CGT CTGGT AA С С G С GTT G TGG С AAGGGTTTGTAGTAAGGGTCTGCATGCTTCACGTGCTGCOTCTGGTAACCGCCTTGTGSC

GCGGOXriTGTCCTGCATGCITCGCGTGCTGCGTCTGACCTAACTCGCCCTTlTTTrr-rA GCOGCGGTl^TCGTCJCATGCTTCGCGIOCTGCGTCTGACCTAACTCGiXCTTTTTTTTTA

CTGTCGAATGCTTTSGGCACTGCAAAATGCGCGGTTTSAAaGAOCCAGCTTTAGGCTTCO gtgtcgaatgctttgggc actgc aaaatgcgcggt ttIiaaggagccagctttaggctt cg

cectcggcaaagacccctttcgtccgctgtctcggttetmctttctctctctgtacatc ccctgagcaaagacccctrrcgtccgctgtctcgcrtgtotcttrctctctc-rgtacatc

GCAT CGCT CTCGAT CGCTCGAGAfcpTCGTTGTGTGGTGTGAGGGGTTAGGGCl cttggtg GCAT CGCTCTCGAT CGCTCG AGA^TCXSTTGTGTGOTGTGAGeaQTT AGGGCTCTTGG1G

G CGGATGGGAAGGAG CCCCTCCTCG CGGAGGGG CGAAA GTTATACCTT G T С TGG CAAA TT GCGGATGCGAAGGAGCCCCTCCTCGCGGAGGGGCGAAACTTATACCTTGTCTGGCAAATT

cgcctggctgagggtcgggttgcaaacaattcccgtggcatcgtcggcgttttctctcca cgcctooctqagggtcggcttgcaaacäattcccgtggcatcgtcggcgttttctctcga

CTGACTCGACACACTGTGTGTCGTTSaCTGTGGGAATGAaAGGCCCGTCGCTTGTCCGrT CTGArrcGACACACTGTGTGTCGTT^CTGTGGGÄATGAGAGGCCCGTCGCTTGTCCGCT

rTGGGOaCACCGGTaGGTTGCGAAAAAtMAAAAAAATTTGTTTTTCrnTCTTTTGCGAGC TTGGGGGCACCGGTGCC'rTGCOAAAAAGGAAAAAAATTraTTTTTCTTTCTTTTGCGAGC

CCaTCGCTCTTTAAGTCTCTCGTGAAGGTGTCGGCAGCTTATGCTGAACGGGQCAATGCG CCGTCGCTCTTTAAGTCTCTCGTGAAGCrGTCGGCAGCTTATGCTGAACOGGGCAATGCa

TGTGTGGAfflAGGCTCTGTCTCGTCCGCTATATGGTCGGTCCCGCGTGAGSCTGCAAAGC TGTGTGGM|AGG^€TOTCTCGTCCGCTATAT«rrCGOTtXCGCGTGAGGCTGCAAAGC

cgataggggtögatcggagaaagaacatccgctgcgcgcqcggttctggctgctttgtaa cgataggggtjbgatcgg acaaagaacat ccgctgcgcg cgcggttctggctgctttgtaa

CAGAAAAAGCCTTGTGACCGACCGCCGGTSTTCGTCTOCTCGACGCAAAAGCTTCTGGCA CAGAAAAAG CCTT GTGACCGACC CCCGGTG TTCG T CTÜC T CGA CGCAAAA GOTT CTGGC А

AGGC7CTTGGCAGT CTTAATTGttTTCCGACCTCAGATCAGGCGA AGGC T CTTGGCAG TCTT AATTGifTTCCG ACCTCAGATCAGGCGA

Рисунок 7. Сравнение последовательности нуклестидов 1TS1 и ITS2 Blaitella germanica в клонах 4_5_1 и 4_5_4, Жирным шрифтом и фоном обозначены вариабельные нукяеотиды.

Hojeow Pirovo ACTTTATCGTTGCCACTATGGAAGTTTTGTGGAGGAGAGAGAGATTCCCCGTGTGTGTCG

К lev ACTTTATCGTTGCCACTATGQAAGTTrrGTGGAGGAGAGAGAGATTCCCCGTC-TGTGTCG

Taiwan А С TT TATCGT T GC CACT A TGG AAGT TTTGT G GAGGAG AG AG AG AT T С С CCG T G TGTG T CG

Jtttrgan ACTT TА TC G TT G С CAC TATGGAAGTT T TGT GGAGGA GAGAGAGATT CCGCGTGTGTGTCG

К гуще ACTTTATCGTTGCCAGTATGGAAQTTTTGTGGAGGAGAGAGAGATTCCCCGTGTGTGTCG

мо»со* p.rovo ttcgttggtggacgcgcgcgcgcgggcgaattctgtttttactggaagtgcttttgagca

К i ev TTCGTTGGTGGACGCOCGCGCGCGGGCGWTTCl^GTTTTTACTGGAAGTGCTTTTGAGCA

Taiwan TT CGTTGGTGGACeCGCGCGCGCSGGCGAATTCÖGTTTTTACTGGAAOTGirrTTTG agca

Ku rgan TTCGTTGGT GGACGCGCGCGCGCGGGCGAATTCSiöTTTTTACTGG AAGTGCTTTTG agca

Kryme TTCGTTGGTGGACGCG CGCGCGCGGGCGAATTCjPGTTTTTACTrGQAAGTGCTTTTGAGCA

»0 ■ cow_P«rovo CATTGTTTTTTACTTAOGCAACTCTTTCGTCCGTTTCGGCGGAGAAGGTTGCCCTTTTTA

Ki «v CATTGTTTTTTACTTAGGCAACTCTTTCGTCCGTTTCGGCGGAGAAGGTTG cccttttta

Те Iwan CATTGTTTTTTACTTAGGCAACTCTTTCGTCeGTTTCGGCGGAGAAGGTTGCCCTTTTTA

kurgm CAT T g ттттгтастгAGGCAAC t GTT TCGTCCGTTT CGGCGG AG AAGG T t g cc с TT ' гг.г а

Kryma CATTGTTTTTTACTTAGGCAACTCTTTCGTCCGTTTCGGCGGAGAAGG'riGCCCT'rTTTA

Mo «c OWFMOVO TGGGTÄCSGCGCTTTTGTGTöCGCCGTTGAAAGAAGACTGACTCTAACAGTCT TCGCCCA

Ktav TGGGTeGGGCGCTTTTGTGTGCGCCGTTG AAAGAAGACTG ACTCT AACAGTCITG GCCCA

Taiwan TGGGT*CGGCGCTTTTGTGTGCGCCGTT6?AAGAAGACTGACTCTAACAGTCT TCGCCCA

Kurgin TGGGTS^CGGCGCTTTTGTGTGCGCCGTTGAAAGAAGACTGACTCTAACAGTCTTCGCCCA

Kt утл TGGGTÖCaaCGCTTTTGTGTGCGCCGrtGWlAGAAGACTGACTCTAACAGTCTTCG CCCA

Hü »cowparovo AAGGGTTTGTAGTAAGGGTCTGCATGCTTCAOGTGCTGCGTCTGGTAACCGCCTTGTGGC

Kiav AAGGGTTTOTAGTAAGGGTC-TGCATGGTTCACGTGCTGCGTCTGGTAACCGCCTTGTGGC

Taiwan AAGGGTTTGTAGT AAGGGTCTGCATGCTTCACGTGCTGCGTCTGGTAACCGCCTTGTGGC

Kurgan AAGGGTTTGTAGTAAGGGTCTGCATGCTTCACeTGCTGCGTCTGGTAACCGCCTTGTGGC

Kryma AAGGGTT TG TAGTAA GGGT CTGCATGC TT GACGTGCT G CG TC TGG T AA С CG С С T T G TGG С

Kiav ~ GCGGCGGTTeTCCTGCATCCTTCXKaTGCTGCGTCTGA^CTAAtTrCGGCCTTTTT'rrTTA

Ku rg m GCGGCGGTTGTCCTGCATGCTTCGCGTGCTGCQTCTGACCTAACTCGC ССТТТТТТГГТА

Mos cow_J>«rovo CTGTCGAATGCTTTGGGGACTGCAAAATGCGCGGTTTAAAGGAGCCAGCTTtAGS cttcg

F l «v MGTCOAATGCTTTGGGCACT&caaaatgiggcggtttaaaggagccag'riTTAGG CTTCG

Taiwan CTGTCGAATGC7TTGGGCACTGCAAAATGCGCGGTTTAAA&GAGCCAGCTTTAGGCTTCG

Кцгдап CTGTCGAATGCTT'TGGGGACTGCAAAATGCGCGGTTTAAAGGAGCCAGCTTTA'gg CTTCG

Ktyma CTGTCGAATQCTTTGGGCACTGCAAAATGCGCGGTTTAAAGGAGCCAGCTTTAGGCTTCG

Hol cowjliovo CCCTCGGCAAAGACCCCTTTCGTCCGCTGTCTCGCrTGTCTCTTTCTCTCrCTOlACATC

T i av CCCTCGGCÄAAGACCCCTTTCGTCCGCTGTCTCGCTTGTCT CTTTCTCTCTCTGTACATC

Taiwan CCCTCGGCAAA<№CCCCT^CGTCCGCTGTCTCÖCTTGTCT CTTTCTCTCTCTGTACATC

Kurgan CCCTOQGCAAAGATCCCTTTCGTCCGCTGTCTCGCTTGTCTCTTTCTCTCTCTGTACATC

Kryva CCCTCGGCAAAGACCCCTTTCGTCCGCTGTCTCGCrTGTCTCTTTCTCTCTCTGTAÜATC

Moseow_Ferovo acATCGCTCTCGATCGCrCeAGATGTCGTTGTGTGGTGTGAGGGGTTAGGGOTCTTaSTG

Kiav SCATCGCTCTCeATCGCTCGAGATGTCGTrGTGTGGTCTGAGGGGTTAGGGCTCTTGGTG

Kurgan fecATCGCTGTCGATCGCTCGAGATGTCGTTOTGTGGTG'raAGGOGTTAGGGCTC'rTGCTG

Kryma I^ATCfCTCTCGATCGCTCGAGATGTCGTTGTGTGGTGTGAGGGGTTAGGGCTCTTiwTG

Рисунок 8. Сравнение последовательности нуклеотидов ITS1 Blauelia germanica, обитающих в различных популяциях. Жирным шрифтом и фоном обозначены вариабельные нуклеотнды.

MoscawJ?erovo GCGGATGCGAAGGAGCCCCTCCTCGCGGAGGGGCGAAACTTATACCTTGTCTGGCAAATT

Kiev gcggatgcgaaggagcccctcctcgcggaggggcgaaacttataccttgtctggcaaatt

Taiwan GCGGATGCGAAGGAGCCCCTCCTCGCGGAGGGGCGAAACTTATACCTTGTCTGGCAAATT

Kurgan GCGGATGCGAAGGAGCCCCTCCTCGCGGAGGGGCGAAACTTATACCTTGTCTGGCAAATT

Kryme GCGGATGCGAAGGAGCCCCTCCTCGCGGAGGGGCGAAACTTATACCTÏGTCTGGCAAATT

a***********************************************************

Moscow Parоvc Kiev Taiwan Kurgan Kryme

Рисунок 8. (продолжение)

Таким образом, можно заключить, что минорные варианты ЕТБ рыжего таракана формируются за счет рекомбинационных процессов в пределах времени существования вида, а не являются реликтовыми формами, соответствующими предковым таксонам.

ттт ттт ттт ттт ттт

выводы

1) Клонированы и секвенированы внешние транскрибируемые спейсеры (ETS) рДНК трёх близкородственных видов тараканов рода Blattella: В. germanica, В. asahinai и В. lituricollis. Показано, что основные межвидовые отличия структур ETS сравниваемых видов заключаются в различном количестве субповторов, формирующих данный тип спейсеров.

2) Проведен анализ внутривидовой изменчивости структурной организации ETS рДНК рыжего таракана. Показано, что рДНК подавляющего числа тараканов из различных исследованных популяций (Москва, Россия; Курган, Россия; Ралли, США; Киев, Украина; Старый Крым, Украина; Реннес, Франция; Тайбэй, Тайвань; и ряда лабораторных линий - всего 240 особей) содержит ETS определенной структуры, характерной для данного вида, и ряд минорных структурных вариантов ETS, отличающихся от основного по длине амплифицированных фрагментов, соответствующих данным участкам генома. Показано, что у единичных особей данного вида насекомых «минорные» структурные варианты ETS, представлены в геноме количеством копий, сравнимым с основным вариантом.

3) Клонированы и секвенированы 7 минорных вариантов ETS В. germanica. Показано, что различия структур основного и минорных вариантов ETS рыжего таракана главным образом заключаются в количестве и последовательности субповторов, формирующих данный тип спейсеров, то есть выявленные отличия соответствуют таковым, характерным для межвидовой изменчивости.

4) Посредством индивидуальных скрещиваний рыжих тараканов показано стабильное наследование различных структурных вариантов ETS в ряду поколений (Fi, F2). Показано, что выявленные «нетипичные» структурные варианты ETS локализуются в пределах Х-хромосом.

5) Проведен сравнительный анализ клонированных и секвенированных протяженных фрагментов рДНК рыжего таракана, содержащих два типа спейсерных последовательностей: основные и минорные варианты ETS, а также ITS1 / ITS2. Определен уровень внутри- и межпопуляционной изменчивости ITS1 рыжего таракана. Показано, что минорные варианты ETS формируются за счет рекомбинационных процессов в пределах времени существования вида, а не являются реликтовыми формами, соответствующими предковым таксонам.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1) Муха Д.В., Мысина В.А., Шал К. Характеристика структуры минорных вариантов внешних транскрибируемых спейсеров рибосомной ДНК рыжего таракана Blattella germanica // Доклады Академии Наук, 2005, т. 404, № 1,

С. 348-351.

2) Муха Д.В., Мысина В.А., Шал К. Анализ эволюционной изменчивости внутренних и внешних транскрибируемых спейсеров у близкородственных видов отряда тараканы. III съезд ВОГиС, Москва, 2004, 6-12 июня, т.2,

С. 183.

3) Мысина В.А. Характеристика структуры минорных вариантов внешних транскрибируемых спейсеров рибосомной ДНК рыжего таракана Blattella germanica. 9-я международная Пущинская школа-конференция молодых учёных. Пущино, 2005, 18-22 апреля, С. 41.

4) Мысина В.А., Муха Д.В. Характеристика минорных вариантов внешнего транскрибируемого спейсера рДНК рыжего таракана Blattella germanica. Международное рабочее совещание. Новосибирск, 2005, 26-29 июня,

С. 194.

5) Мысина В.А,, Муха Д.В. Получение набора рекомбинантных ДНК, содержащих различные сочетания субповторов внешнего транскрибируемого спейсера рибосомной ДНК рыжего таракана на основе «артефактной» ПЦР. XIII международная конференция студентов, аспирантов и молодых учёных «Ломоносов 2006». Москва, 2006, 12-15 апреля, С. 162.

6) Мысина В.А., Муха Д.В. Внутривидовой полиморфизм минорных вариантов внешнего транскрибируемого спейсера рДНК рыжего таракана Biattelia germanica. 10-я Пущинская школа-конференция молодых учёных посвящённая 50-летию Пущинского научного центра РАН. Пущино, 2006, 17-21 апреля, С. 33.

7) Мысина В.А. Анализ эволюционной изменчивости внешнего транскрибируемого спейсера рДНК тараканов рода Blattella. Материалы Международной конференции «Генетика в России и мире», посвящённая 40-летию Института общей генетики им. Н И. Вавилова РАН. Москва, 2006, 28 июня -2 июля, С. 133.

Напечатано с готового оригинал-макета

Издательство ООО "МАКС Пресс" Лицензия ИД N 00510 от 01.12.99 г. Подписано к печати 07.11.2006 г. Формат 60x90 1/16. Усл.печ.л. 1,5. Тираж 100 экз. Заказ 780. Тел. 939-3890. Тел./факс 939-3891. 119992, ГСП-2, Москва, Ленинские горы, МГУ им. M.B, Ломоносова, 2-й учебный корпус, 627 к.

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Мысина, Вера Александровна

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1. Характеристика модели исследований

1.1.1. Биология Blattella germanica и краткое описание других исследованных видов тараканов

1.1.2. Генетика В. germanica

1.2. Структурно-функциональная организация кластера генов рибосомных РНК эукариот

1.2.1. РНК-полимераза I

1.2.2. Общая характеристика организации кластера генов рибосомных РНК эукариот

1.2.3. Регуляция количества копий рибосомной ДНК

1.2.4. Сравнительный анализ структуры рДНК наиболее изученных видов насекомых

1.3. Эволюционная изменчивость кластера рибосомных генов эукариот

1.3.1. Согласованная (концертная) модель эволюции повторяющихся структурных единиц кластера рибосомных генов эукариот

1.3.2. Эволюционная изменчивость генов рибосомных РНК

1.3.3. Эволюционная изменчивость нетранскрибируемых (NTS) и транскрибируемых внутренних (ITS1 и ITS2) спейсеров

1.3.4. Эволюционная изменчивость внешних транскрибируемых спейсеров (ETS)

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

2.1. Выборки В. germanica из природных популяций и линии тараканов, использованных в данном исследовании

2.2. Условия содержания В. germanica в инсектарии

2.3. Постановка скрещиваний

2.4. Выделение тотальной ДНК тараканов

2.5. Электрофорез

2.6. Полимеразная цепная реакция

2.7.1. Получение очищенных продуктов ПЦР

2.7.2. Лигирование фрагментов ДНК

2.8. Трансформация клеток Е.соЯ

2.8.1. Приготовление компетентных клеток E.coli

2.8.2. Трансформация компетентных клеток E.coli

2.8.3. Выделение и очистка плазмидной ДНК для идентификации истинных рекомбинантов

2.8.4. Рестрикция рекомбинантных плазмид для установления длины вставки

2.9. Секвенирование фрагментов ДНК

2.10. Компьютерный анализ полученных результатов

3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

3.1. Клонирование и секвенирование ETS рДНК трёх близкородственных видов тараканов рода Blattella

3.2. Исследование внутривидовой изменчивости структурной организации ETS рДНК рыжего таракана

3.3. Нуклеотидный состав минорных вариантов ETS рДНК рыжего таракана

3.4. Анализ наследования различных структурных вариантов ETS Blattella germanica в ряду поколений

3.5. Определение эволюционного времени образования минорных вариантов ETS рыжего таракана

4. ВЫВОДЫ

Введение Диссертация по биологии, на тему "Анализ эволюционной изменчивости внешнего транскрибируемого спейсера рибосомной ДНК тараканов рода Blattella"

Актуальность темы

Неотъемлемой частью генома любого эукариотического организма является кластер рибосомной ДНК (рДНК), представляющий собой тандемно повторенные гены рибосомных РНК (18S-, 5.8S-, 288-подобные), разделенные рядом спейсерных последовательностей - внутренними транскрибируемыми (ITS1 и ITS2), внешним транскрибируемым (ETS) и межгенными, или нетранскрибируемыми (NTS) спейсерами [Gerbi, 1985].

1980; Dover and Coen, 1981; Krystal et al., 1981; Coen et al., 1982a; Coen et al., 1982b; Arnheim, 1983].

Экспериментальные данные последних лет убедительно свидетельствуют в пользу функциональной значимости спейсерных последовательностей рДНК [Sardana et al., 1993] - можно предположить, что структура ETS влияет на интенсивность синтеза рРНК с промотора, локализованного рядом с этой спейсерной последовательностью. Известно, что эволюция тараканов рода Blattella сопровождалась освоением новых экологических ниш, для которых более адаптивными являются разные уровни интенсивности метаболизма. Описание структуры ETS близкородственных видов насекомых и «минорных» вариантов ETS в пределах вида и/или в пределах генома индивидуальной особи, с нашей точки зрения, представляется актуальным подходом для изучения механизмов, лежащих в основе эволюционной изменчивости как рДНК, так и геномов живых организмов в целом.

Цели и задачи исследования

В соответствии с целью были сформулированы следующие задачи данного исследования:

2) Провести сравнительный анализ внутривидовой и внутригеномной изменчивости ETS рыжего таракана В. germanica.

5) Для определения эволюционного времени образования минорных вариантов ETS рыжего таракана а) клонировать и секвенировать протяженные фрагменты рДНК, содержащие два типа спейсерных последовательностей: «минорные» варианты ETS и ITS1 / ITS2;

6) исследовать уровень внутри- и межпопуляционной изменчивости ITS1 рыжего таракана.

Научная новизна и практическая ценность работы

Проведен анализ внутривидовой и внутригеномной изменчивости структурной организации ETS рДНК рыжего таракана. Помимо основного варианта внешнего транскрибируемого спейсера, являющегося основным компонентом рДНК данного вида, выявлены минорные варианты ETS. Впервые показано, что описанные минорные варианты ETS В. germanica имеют, во-первых, определенные структурные отличия от повторов, характерных для данного вида, и, во-вторых, тип выявляемых отличий соответствует таковым, характерным для межвидовой изменчивости. Можно предполагать, что описанные минорные варианты ETS представляют собой генетический материал для дальнейшей эволюции вида и могут формировать новые варианты кластеров рДНК.

Впервые показано, что минорные варианты ETS формируются за счет рекомбинационных процессов в пределах времени существования вида и не являются реликтовыми формами, соответствующими предковым таксонам.

Клонированные и секвенированные фрагменты ДНК, выявленные в геноме рыжего таракана и представляющие собой различное сочетание субповторов, лежащих в основе структуры ETS данного вида, могут быть использованы для изучения механизмов регуляции промотора РНК полимеразы I посредством создания соответствующих векторных конструкций, содержащих описанные варианты ETS в качестве элементов, модулирующих уровень экспрессии маркерного гена.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Заключение Диссертация по теме "Генетика", Мысина, Вера Александровна

выводы

2) Проведен анализ внутривидовой изменчивости структурной организации ETS рДНК рыжего таракана. Показано, что рДНК подавляющего числа тараканов из различных исследованных популяций (Москва, Россия; Курган, Россия; Ралли, США; Киев, Украина; Старый Крым, Украина; Реннес, Франция; Тайбэй, Тайвань; и ряда лабораторных линий - всего 240 особей) содержит ETS определенной структуры, характерной для данного вида, и ряд минорных структурных вариантов ETS, отличающиеся от основного по длине амплифицированных фрагментов, соответствующих данным участкам генома. Показано, что у единичных особей данного вида насекомых «минорные» структурные варианты ETS, представлены в геноме количеством копий, сравнимым с основным вариантом.

4) Посредством индивидуальных скрещиваний рыжих тараканов показано стабильное наследование различных структурных вариантов ETS в ряду поколений (F-i, F2). Показано, что выявленные «нетипичные» структурные варианты ETS локализуются в пределах Х-хромосом.

5) Проведен сравнительный анализ клонированных и секвенированных протяженных фрагментов рДНК рыжего таракана, содержащих два типа спейсерных последовательностей: основные или минорные варианты ETS, а также ITS1 \ ITS2. Определен уровень внутри- и межпопуляционной изменчивости ITS1 рыжего таракана. Показано, что минорные варианты ETS формируются за счет рекомбинационных процессов в пределах времени существования вида, а не являются реликтовыми формами, соответствующими предковым таксонам.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Мысина, Вера Александровна, Москва

1. Алёшин В. В., Владыческая Н. С., Кедрова О. С., Милютина И. А., Петров Н. Б. Сравнение генов 18S рРНК в филогении беспозвоночных // Молекуляр. Биология. 1995. Т. 29. С. 1408-1426.

2. Алтухов Ю. П. Генетические процессы в популяциях // Москва. «Академкнига». 2003. 431 с.

3. Антонов А. С. Основы геносистематики растений. М.: МАИК «Наука/Интерпериодика», 2000. 134с.

4. Башкиров В. Н. Регуляция числа генов рибосомных РНК у дрозофилы // Генетика. 1980. Т. 16. С. 7-29.

5. Бей-Биенко Г. Я. Общая Энтомология Издательство «Высшая школа» Москва 1971. С. 189-191.

6. Большой практикум по зоологии беспозвоночных. Учеб. пособие для студентов биолог. Спец. Ун-тов.Ч.2/Иванов А.В., Мончадский А.С., Полянский Ю.И., Стрелков А.А. 3-е изд., перераб. И доп. - М,: Высш. Шк. 1983 С. 543.

7. Вилькович В.А. Дезинфекционное дело. М. Медицина. 1987.

8. Жизнь животных. В 6 томах. Под ред. Д.чл. АН СССР Зенкевича Л. А. Т. 3. Беспозвоночные. М., «Просвещение». С. 203

9. Кафиани К. А. и Костомарова А. А. Информационные макромолекулы в раннем развитии животных. 1978. М., «Наука». С. 44.

10. Кимура М. Молекулярная эволюция. М.: Мир. 1985

11. Мирошниченко Г. П., Партии В. А. Использование полинуклеотидных последовательностей ДНК для изучения внутривидовой изменчивости у высших эукариот//Успехи совр. биологии. 1991. Т. 111. С. 323-338.

12. Муха Д.В., Сидоренко А.П. Выявление и анализ доменов последовательности 26S рибосомной ДНК Tetrahymena pyriformis, различающихся по степени эволюционного консерватизма Молекуляр. Биология // 1995. Т. 29. С. 529-537.

13. Муха Д.В., Вигманн Б.М., Шал К. Сальтационные изменения в структуре кластера рибосомных генов в процессе эволюции тараканов рода Blattella. //ДАН. Т. 364. 1999. С. 134-139.

14. Муха Д.В., Сидоренко А.П. Выявление высококонсервативных доменов в последовательности 17S рибосомальной ДНК Tetrahymena pyriformis. Генетика // 1996 Т. 32. С. 1494-1497.

15. Нейфах А. А. и Тимофеева М. Я. Молекулярная биология процессов развития. 1977. М., «Наука». С. 47.

16. Нейфах А. А. и Тимофеева М. Я. Проблемы регуляции в молекулярной биологии развития. 1978. М. «Наука». С. 19.

17. Росс Г. и др. Энтомология: пер. с англ./Росс Г., Росс Ч., Росс Д., Мир. 1985. С. 576.

18. Спирин А. С. «Молекулярная биология: Структура рибосом и биосинтез белка» Высшая школа, Москва, 1986.

19. Тамарина Н. А. Основы технической энтомологии. М. Изд-во Моск. Унта, 1990. 204с.

20. Abe Н., Aoyama М. In vitro culture of Gregarina blattarum II Bull. Fac. Educ., Yamaguchi Univ. 1979. V. 29. P. 1-9.

21. Adoutte A., Balavoine G., Lartiliot N., deRosa R. The end of intermedia taxa? //Animal Evol. 1999. V. 15. P. 104-108.

22. Allmang С. and Tollervey D. The role of the 3'externel transcribed spacer in yeast pre-rRNA processing //J. Mol. Biol. 1998. V. 278. P. 67-78.

23. Alvares L. E., Brison O., Ruiz I. R. Identification of enhancer-like elements in the ribosomal intergenic spacer of Odontophrynus americanus 2n and 4n (Amphibia, Anura) // Genetica. 1998. V. 104. P. 41-44.

24. Appels R., Gerlach W. I., Dennis E. S., Swift H., Peacock W. J. Molecular and chromosomal organization of DNA sequences coding for the ribosomal RNAs in cereals//Chromosoma. 1980. V. 78. P. 293-311.

25. Archbold E. F., Rust M. K., Reierson D. A. Comparative life histories of fungus infected and unifected German cockroaches, Blattella germanica (L.) (,Dictyoptera: Blattellidae) //Ann. Ent. S. A. 1987. V. 80. P. 571-577.

26. Archbold E. F., Rust M. K., Reierson D. A., Atkinson K. D. Characterization of a yeast infection in the german cockroach (Dictyoptera: Blattellidae) II Environ. Entomol. 1986. V. 15. P. 221-226.

27. Arnheim N. Concerted evolution of multigene families. In: Evolution of Genes and Proteins (Eds. Nei M. and Koehn R. K.>1983. P. 38-61. Sinauer, Sunderland.

28. Arnheim N. M., Krystal M., Schmickel R., Wilson G., Ryder O., Zimmer E. Molecular evidence for genetic exchanges among ribosomal genes on nonhomologous chromosomes in man and ape// Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1980. V. 77. P. 7323-7327.

29. Arnheim N., Treco D., Taylor В., Eicher E. Distribution of ribosomal gene length variants among mouse chromosomes // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1982. V. 79. P. 4677-4680.

30. Atwood К. C. Some aspects of the bobbed problem in Drosophila II Genetics. 1969. V. 61. P. 319-324.

31. Baldridge G. D. arid Fallon A. M. Primery structure of the ribosomal DNA intergenic spacer from the Mosquito, Aedes albopictus II DNA Cell Biol. 1992. V. 11. P. 51-59.

32. Baldwin B. G. and Markos S. Phylogenetic utility of the external transcribed spacer (ETS) os 18S-26S rDNA: Congruence of ETS and ITS trees of Calycadenia (Compositae) // Mol. Phyl. Evol. 1998. V. 10. P. 449-463.

33. Baldwin B. G., Sanderson M. J., Porter J. M., Wojciechowski M. F., Campbell C. S., Donoghue M. J. The ITS region of nuclear ribosomal DNA: a valuable source of evidence on angiosperm phytogeny //Ann. Mol. Bot. Gard. 1995. V. 82. P. 247-277.

34. Beckingham K. The ribosomal DNA of Calliphora erythrocephala. The cistron classes of total genomic DNA//J. Mol. Biol. 1981. V. 149. P. 141-169.

35. Benevolenskaya E.V., Kogan G.L., Tulin A.V. et al. Segmented Gene Conversion as a Mechanism of Correction of 18S rRNA Pseudogene Located Outside of rDNA Cluster in D. melanogaster // Mol. Evol. 1997. V. 44. P. 646-651.

36. Benson R. H., SpindlerS. R., Hodo H. G., Blatti S. P. DNA-dependent RNA polymerase II stimulatory factors from calf thymus: Purification and structural studies. // Biochemistry. 1978. V. 17. P. 1387.

37. Boncinelli E., Graziani F., Polito L., Malva C., Ritossa F. rDNA magnification at the bobbed locus of the Y chromosome in D. Melanogaster II Cell Diff. 1972. V. 1. P. 133-139.

38. Boudreaux H. B. Artropod phylogeny with special reference to insects // NY: John Wiley and Sons. 1979.

39. Boyd D. C., Greger I. H., and Murphy S. In vivo footprinting studies suggest a role for chromatin in transcription of the human 7SK gene // Gene. 2000. V. 247. P. 3344.

40. Bradley R. D., Hillis D. M. Recombinant DNA sequences generated by PCR amplification // Mol. Biol. Evol.1997. V. 14. P. 592-593.

41. Bret B. L., Ross M. H. Behavioral responses of German cockroaches, Blattella germanica (L.) (Ortoptera: Blattellidae), to propoxur formulation // J. Econ. Ent. 1986. V. 79. P. 426-430.

42. Bret B. L., Ross M. H. Insecticide-induced dispersal in the German cockroach, Blattella germanica (L.) (Ortoptera: Blattellidae) // J. Econ. Ent. 1985. V. 78. P. 1293-1298.

43. Brown D. D. and Blackler A. W. Gene amplification proceeds by a chromosomal copy mechanism //J. Mol. Biol. 1972. V. 63. P. 75-83.

44. Brown D. D. and Dawid I. B. Specific gene amplification in oocytes // Science. 1968. V. 160. P. 272-280.

45. Bruno W. J., Socci N. D., Halpern A. L. Weighted neighbor joining: a likelihood-based approach to distance- based phylogeny reconstraction // Mol. Biol. Evol. 2000. V. 17. P. 189-197.

46. Campbell В. C., Steffen-Campbell J. D„ Werren J. H. Phylogeny of the Nasonia species complex (Hymenoptera: Pteromalidae) inferred from an internal transcribed spacer (ITS2) and 28S rDNA sequences // Insect Mol. Biol. 1993. V. 2. P. 225-237.

47. Carloson D. A., Brenner R. J. Hydrocarbon-based discrimination of three North American Blattella cockroach species (Ortoptera: Blattellidae) using gas chromatography//Ann. Ent. SA. 1988. V. 81. P. 711-723.

48. Carranza S., Baguna J., Riutort M. Origin and evolution of paralogous rRNA gene cluster within the flatworm family Dugesiidae (Platyhelminthes, Tricldida) // J. Mol. Evol. 1999. V. 49. P. 250-259.

49. Cave M. D. Absence of rDNA amplification in the uninucleolate oocyte of the cockroach Blattella germanica (Ortoptera: Blattellidae) //J. Cell Biol. 1976. V. 71. P. 4958.

50. Cluster P. D„ Allard R. W. Evolution of ribosomal DNA (rDNA). Genetic structure in colonial Califomian populations of Avena barbata // Genetics. 1995. V. 139. P. 941-954.

51. Cluster P. D., Marinkovic D., Allard R. W., Ayala F. J. Correlation between developmental rates, enzyme activities, ribosomal DNA spacer-length phenotypes and adaptation in Drosophila melanogaster II Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1987. V. 84. P. 610-614.

52. Cochran D. G., Ross M. H. Cockroach genetics // In: Genetics of insect: vectores of disease / Ed. Wright J. W., Pol R. Amsterdam: Elsevier. 1967a. P. 403-415.

53. Cochran D. G., Ross M. H. Preliminary studies of the chromosomes of twelve cockroach species (Blattaria: Blattidae, Blatellidae, Blaberidae) II Ann. Entomol. Am. 1967b. V. 60. P. 1265-1272.

54. Coen E. S. and Dover G. A. Unequal exchanges and the c-oevolution of X and Y rDNA arrays in Drosophila melanogaster II Cell. 1983. V. 33. P. 849-855.

55. Coen E. S., Strachan Т., Dover G. A. Dynamics of concerted evolution of ribosomal DNA and histone gene families in the melanogaster species subgroup of Drosophila II J. Mol. Biol. 1982a. V. 158. P. 17-35.

56. Coen E. S., Thoday J. M., Dover G. A. The rate of turnover of structural variants in the ribosomal gene family of Drosophila melanogaster I/ Nature. 1982b. V. 295. P. 564-568.

57. Cohen S., Roth L. M. Chromosome numbers of the Blattaria II Ann. Entomol. Soc. Am. 1970. V. 63. P. 1520-1547.

58. Cooper D. N. and Schmidtke J. DNA restriction fragment length polymorphisms and heterozygosity in the human genome // Hum. Genet. 1984. V. 66. P. 1-16.

59. Cornwell P. B. The cockroach. Vol. I. A laboratory insect and an industrial pest // 1968. London: Hutchinson and Co.

60. Craig G. В., Hickey W. A. Genetics of Aedes aegyptiII In: Genetics of Insect Vectors of Disease / Ed. Wrihht J. W., Pal R. 1967. Amsterdam: Elsevier. P. 67-131.

61. Crease T. J. Ribosomal DNA evolution at the population level: nucleotide variation in intergenic spacer arrays of Daphnia pulex II Genetics. 1995. V. 141. P. 1327-1337.

62. Cullis C. A. Quantitative variation ribosomal RNA gene sin flax genotrophs // Heredity. 1979. V. 42. P. 237-246.

63. Cumming M. P., Otto S. P., Wakeley J. Sampling properties of DNA sequence data in phylogenetic studies // Mol. Biol. Evol. 1995. V. 12. P. 814-822.

64. D'Allesio J. M., Perna P. J., Paule M. R. DNA-dependent RNA polymerases from Acantahamoeba castellanii: Comparative subunit structure of the homogeneous enzymes//J. Biol. Chem. 1979. V. 254. P. 11282-11287.

65. Degelmann A., Royer H. D., Holenberg C. P. The organization of the ribosomal RNA genes of Chironomus tentans and some closely related species // Chromosoma. 1979. V. 71. P. 263-281.

66. Degroote I., Pont G., Micard D., Picard G. Extrachromosoma! circular DNAs in D. melanogaster. Comparison between embryos and Kc cells // Cromosoma. 1989. V. 98. P. 201-206.

67. Delany M. E. and Krupkin A. B. Molecular characterization of ribosomal gene variation within and among NORs segregating in specialized populations of chicken // Genome. 1999. V. 42. P. 60-71.

68. Denzer D. J., Fuchs M. E. A., Stein G. Zum Verhalten von Blattella germanica L.: Aktionsradius und Refugientreue. Behavioural studies on Blattella germanica L.: radius of action and loyality to the refuge. // J. Appl. Ent. 1988b. V. 105. P. 330-334.

69. Di Nocera P. P., Graziani F., Lavorgna G. Genomic and structural organization of Drosophila melanogaster G elements // Nucl. Acids Res., 1986. V. 14. P. 675-691.

70. Doerschung E. В., Miksche J. P., Palmer K. G. DNA content, ribosomal RNA gene number and protein content in soybeans // Can. J. Genet. And Cytol. 1978. V. 20. P. 531-538.

71. Dover G and Coen E. Sringcleaning ribosomal DNA: a model for multigene evolution? // Nature. 1981. V. 290. P. 731-732.

72. Dover G. A. molecular drive through evolution // Bioscience. 1982a. V. 32. P. 526-533.

73. Dover G. Molecular drive: a cohesive mode of species evolution II Nature. 1982b. V. 299. P. 111-117.

74. Dover G.A., Brown S.D.M., Coen E.S. et al. In: Genome Evolution // New York: Acad. Press. 1982. P. 343-372.

75. Edwards A. M., Kane С. M., Young R. A., Kornberg R. D. Two dissociable subunits of yeast RNA polymerase II stimulate the initiation of transcription at a promoter in vitro // J. Biol Chem. 1991. V. 266. P. 71-75.

76. Enea V. and Corredor V. The evolution of plasmodial stage specific rRNA genes is dominated by gene conversion // J. Mol. Evol. 1991. V. 32. P. 183-186.

77. Engberg J. The ribosomal RNA genes of Tetrahymena: structure and function // European Journal of Cell Biology. 1985. V. 36. P. 133-151.

78. Fenton В., Malloch G. Germa F. A study of variation in rDNA ITS regions show that two haplotypes coexist within a single aphid genome // Genome. 1998. V. 41. P. 337-345.

79. Flavell R. B. Variation in structure and expression of ribosomal DNA loci in wheat // Genome. 1993. V. 31. P. 963-968.

80. Forterre P. and Phillipe H. Where is the root for the universal tree of life // BioEssay. 1999. V. 21. P. 871-879.

81. Fritz G. N., Conn J., Cockburn A., Sequence analysis of the ribosomal DNA internal transcribed spacer 2 from populations of Anopheles nuneztovari (Diptera: Culicidae) // Mol. Biol. Evol. 1994. V. 11. P. 406-416.

82. Gabrielsen 0. S. and Sentenac A. RNA polymerase С (III) and its transcription factors // Trends Biochem. Sci. 1991. V. 16. P. 412-416.

83. Gall J. G. Differential synthesis of ribosomal RNA during amphibian oogenesis // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1968. V. 60. P. 553-559.

84. Gall J. G. The genes for ribosomal RNA during oogenesis // Genetics. 1969. V. 61. P. 121-131.

85. Gantley A. R. and Scott B. Extraordinary ribosomal spacer length heterogeneity in a neotyphodium endophyte hybrid: implications for concerted evolution //Genetics. 1998. V. 150. P. 1625-1637.

86. Geiduschek E. P. and Tocchini-Valentini G. P. Transcription by RNA polymerase III //Annu. Biochem. 1988. V. 57. P. 873-914.

87. Gerbi S. A. Evolution of ribosomal DNA // In: Molecular Evolutionary Genetics. N. Y.: Plenum, 1985. P. 419-517.

88. Gomez-Zurita J., Juan C., Petitpierre E. The evolutionary history of the genus Timarcha (Coleoptera, Chrysomelidae) inferred from mitochondrial COII gene and partial 16S rDNA sequences//Mol. Phylogenet. Evol. 2000. V. 14. P. 304-317.

89. Gorokhova E., Dowling Т. E., Weider L. J., Elser J. J. Functional and ecological significance of rDNA itergenic spacer variation in a clonal organism under divergent selection for production rate // Proc. R. Soc. Lond. 2002. V. 269. P. 23732379.

90. Gould G. E., Deay H. O. The biology of six species of cockroaches which inhabit buildings // Purdue Univ. Agr. Exp. Stat. Bull. 1940. V. 451. P. 31.

91. Gray M. W. And Schnare M. N. Evolution of rRNA gene organization. In: Ribosomal RNA structure, evolution, processing, and function in protein biosynthesis (Eds. Zimmerman & Dahlberg A. E.). 1996. P. 49-70. New York. CRC Press.

92. Graziani F., Boncinelli E., Malva C., Gargano S. Mutual regulation of magnified bobbed loci in D. Melanogaster/I Mol. Gen. Genet. 1974. V. 134. P. 307-312.

93. Guthrie D. M., Tindall A. R. The biology of the cockroach // 1968. London: Edward Arnold (Publishers) Ltd., NY: St. Martin's Press.

94. Hancock J. M., Tautz D., Dover G. A. Evolution of the secondary structures and compensatory mutations of the ribosomal RNAs of Drosophila melanogaster II Mol. Biol. Evol. 1988. V. 5. P. 393-414.

95. Harlew R. S. and Tartof K. D. A two-stage model for the control of rDNA magnification //Genetics. 1985. V. 109. P. 691-700.

96. Harley R. S. and Marcus С. H. Recombination controls of rDNA redundancy in Drosophila II Ann. Rev. Genet. 1989. V. 23. P. 87-120.

97. Harmon J. D., Ross M. H. Effects of malathion and diazinon exposure on female German cockroach (Dictyotera: Blattellidae) and their oothecae // Рос. Ent. Soc. Wash. 1988. V. 90. P. 248-255.

98. Harmon J. D., Ross M. H. Effects of propoxur exposure on females of the German cockroach, Blattella germanica, and their oothecae // Ent. Exp. App. 1987. V. 44. P. 269-275.

99. Henderson A. and Ritossa F. M. On the inheritance of rDNA of magnified bobbed loci in D. melanogaster II Genetics. 1970. V. 66. P. 463-468.

100. Henderson A. S., Eicher E. M.r Yu M. Т., Atwood К. C. Variations in RNA gene number chromosomes // Cytogenet. Cell Genet. 1976. V. 17. P. 307-316.

101. Hershkovitz M. A. and Lewis L. A. Deep-level diagnostic value of the rDNA-ITS region // Mol. Biol. Evol. 1996. V. 13. P. 1276-1295.

102. Hilliker A. J., Appels R., Schalet A. The genetic analisis of Drosophila melanogasterheterochromatin //Gene. 1980. V. 21. P. 607-619.

103. Hillis D. M. and Davis S. K. Evolution of ribosomal DNA: fifty million years of recorded history in the frog genus Rana // Evolution. 1986. V. 40. P. 1275-1288.

104. Hillis D. M. and Dixon M. T. Ribosomal DNA: molecular evolution and phylogenetic inference // Q. Rev. Biol. 1991. V. 66. P. 411-453.

105. Hillis D. M., Moritz C., Mable В. K. (Eds) Molecular Systematics. 1996. 655p. Sinauer Ass. Sunderland, Massachusetts, USA.

106. Hillis D. M., Moritz C., Porter C. A., Baker R. J. Evidence for biased gene conversion in concerted evolution of ribosomal DNA // Science. 1991. V. 251. P. 308310.

107. Hottinger-Werlen A., Schaack J., Lapointe J., Mao J. I., Nchois M., Soil D. Dimeric tRNA gene arrangement in Schizosaccharomyces pombe allows increased expression of the downstream gene // Nucleic Acids Res. 1985. V. 13. P. 8739-8747.

108. Huet J., Buhler J. M., Sentenac A., Fromageot P. Dissociation of two polypeptide chains from yeast RNA polymerase A // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1975. V. 72. P. 3034-3038.

109. Hwang U. W., Kim W., Tautz D., Friedrich M. Molecular phylogenetics at the Felsenstein zone: approaching the strepsiptera problem using 5.8S and 28S rDNA sequences // Mol. Phyl. Evol. 1998. V. 9. P. 470-480.

110. Izutsu M., Veda S., Ishii S. Aggregation effects on the growth of the German cockroach, Blattella germanica (L.) (Ortoptera: Blattallidae) //Appl. Ent. Zo. 1970. V. 5. P. 159-171.

111. Jackson J. A. and Fink G. R. Gene conversion between duplicated genetic elements in yeast // Nature. 1981. V. 292. P. 306-311.

112. Jakubczak J. L, Xiong Y., Eickbush Т. H. Type I (Rl) and Type II (R2) ribosomal DNA insertions of Drosophila melanogaster are retrotransposable elements closely related to those of Bombyx mori/I J. Mol. Biol. 1990. V. 212. P. 37-52.

113. Keil С. В., Ross M. H. An analysis of embryonic trapping in the German cockroach // Ent. Exp. App. 1977. V. 22. P. 220-226.

114. Kiss Т., Marshallsay С., Fiiipowicz W. Alteration of the RNA polymerase specifity of U3snRNA genes during evolution and in vitro II Cell. 1991. V. 65. P. 517526.

115. Klein H. L. and Peters T. D. Intrachromosomal gene conversion in yeast // Nature. 1981. V. 289. P. 144-148.

116. Komiyama M., Ogata K. Observations of density effects on the German cockroach, Blattella germanica (L.) // Jpn. J. Sanit. Zool. 1977. V. 28. P. 409-415.

117. Komma D.J., Atwood K.C. Magnification in Drosophila: evidence for an inducible rDNA-specific recombination system II Mol. Gen. Genet. 1994. V. 242. P. 321326.

118. Krieder H. M. and Plaut W. Studies on nucleolar RNA synthesis in D. melanogaster. I. The relationship between number of nucleolar organizers and rate of synthesis//J. Cell. Sci. 1972. V. 11. P. 675-681.

119. Krystal M., D'Eustachio P., Ruddle F. H., Arnheim N. Human nucleolus organizer on nonhomologous chromosomes can share the same ribosomal gene variants // Proc. Natl. Acad. USA. 1981. V. 78. P. 5744-5748.

120. Kunz W., Petersen G., Renkawitz-Pohl R., Glatzer К. H., Schafer M. Distribution of spacer length classes and the intervening sequence among different nucleolus organizers in Drosophila hydeill Chromosoma. 1981. V. 83. P. 145-158.

121. Kupriyanova N.S., Shibalev D.V., Voronov A.S., Ryskov A.P. PCR-generated artificial ribosomal DNAs from premature termination at Alu sequences // Biomol. Eng. 2004. V. 21. P. 21-5.

122. Lassner M. and Dvorak J. Preferential homogenization between adjacent and alternate subrepeats in wheat rDNA // Nucleic Acids Res. 1986. V. 14. P. 54995512.

123. Lathe W. С., Eickbush Т. H. A single lineage of R2 retrotransposable elements is an active, evolutionarily stable component of the Drosophila rDNA locus // Molec. Biol. Evol. 1997. V. 14. P. 1232-1241.

124. Lindsley D. L., Grell E. H. Genetic variation in Drosophila. Carnegie Inst. Wash. Publication. 1968. #627. P. 26-31. .

125. Lobo S. M. and Hernandez N. A 7 bp mutation converts a human RNA polymerase II snRNA promoter into an RNA polymerase III promoter // Cell. 1989. V. 58. P. 55-67.

126. Locker D. Instability at the bobbed locus following magnification in D. melanogaster/I Mol. Gen. Genet. 1976. V. 143. P. 261-272.

127. Long E. O. and Dawid I. B. Repeated genes in eukaryotes // Annu. Rev. Biochem. 1980. V. 49. P. 727-764.

128. Long E. О., Collins M., Kiefer В. I., David I. B. Expression of ribosomal insertions in bobbed mutants of Drosophila melanogaster I I Mol. Gen. Genet. 1981. V. 182. P. 377-384.

129. Long E. O., Rebbert M. L., Dawid I. B. Nucleotide sequence of the initiation site for ribosomal RNA transcription in Drosophila melanogaster. Comparison of genes with and without insertions // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1981. V. 78. P. 1513-1517.

130. Malva G., Graziani F., Boncinelli E., Polito L., Ritossa F. Check of gene number during the process of rDNA magnification H Nature New Biology. 1972. V. 239. P. 135-139.

131. Mandal R. K., Dawid I. B. The nucleotide sequence at the transcription termination site of ribosomal RNA in Drosophila melanogaster II Nucleic. Acids. Res. 1981. V. 9. P. 1801-1811.

132. Mann C., Buhler J M., Treich I., Sentenac A. RPC40, a unique gene for a subunit shared between yeast RNA polymerases A and С // Cell. 1987. V. 48. P. 627637.

133. Manning R. F., Samols D. R., Gage L. P. The genes for 18S, 5.8S and 28S ribosomal RNA of Bombyx mori are organized into tandem repeats of uniform length // Gene. 1978. V. 4. P. 153-166.

134. Margottin F., Dujardin G., Gerard M., Egly J., Huet J., Sentenac A. Participation of the TATA factor in transcription of the yeast U6 gene by RNA polymerase С // Science. 1991. V. 251. P. 424-426.

135. Melen G. J., Pesce C. G., Rossi M. S., Kornblihtt A. R. Novel processing in a mammalian nuclear 28S pre-rRNA: tissue-specific elimination of an "intron" bearing a hidden break site//EM BO J., 1999. V. 18. P. 3107-3118.

136. Memet S., Saurin W., Sentenac A. RNA polymerase A // J. Biol. Chem. 1988. V. 263. P. 10048-10051.

137. Metzenberg R. L., Stevens J. N., Selker E. U., Morzycka-Wroblewska E. Identification and chromosomal distribution of 5S rRNA genes in N. crassa II Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1985. V. 82. P. 2067-2071.

138. Metzger R., Trier K.-H. Zur Bedeutung der Aggregationspheromone von Blattella germanica und Blatta orientalis IIZ. Angew. Parasit. 1975. V. 16. P. 16-27.

139. Miller B. R., Crabtree M. В., Savage H. M. Phytogeny of fourteen Culex mosquito species, including the Culex pipiens complex, inferred from the internal transcribed spacers of ribosomal DNA I I Insect Mol. Biol. 1996. V. 5. P. 93-107.

140. Mindeil, D. P. and Honeycutt R. L. Ribosomal RNA in vertebrates: evolution and phylogenetic applications//Annu. Rev. Ecol. Syst. 1990. V. 21. P. 541-566.

141. Mohan J. and Ritossa F. M. Regulation of ribosomal RNA synthesis and its bearing on the bobbed phenotype in D. melanogaster // Develop. Biol. 1970. V. 22. P. 495-501.

142. Moss Т. and Stefanovsky V. Y. Promotion and regulation of ribosomal transcription in eukaryotes by RNA polymerase I // Progress in Nuclear Acid Research and Molecular Biology. 1995. V. 50. P. 25-66.

143. Mukabayire O., Boccolini D., Lochouarn L., Fontenille D., Besansky N. J. Mitochondrial and ribosomal internal transcribed spacer (ITS2) diversity of the African malaria vector Anopheles funestus II Mol. Ecol. 1999. V. 8. P. 289-297.

144. Nagylaki T. and Petes T. D. Intrachromosomal gene conversion and the maintenance of sequence homogeneity among repeated genes // Genetics. 1982. V. 100. P. 315-337.

145. Nagylaki T. Evolution of multigene families under interchromosomal gene conversion // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1984. V. 81. P. 3796-3800.

146. Navajas M., Lagnel J., Gutierrez J., Boursot P. Species-wide homogeneity of nuclear ribosomal ITS2 sequences in the spider mite Tetranychus urticae contrasts with extensive mitochondrial COI polymorphism // Heredity. 1998. V. 80. P. 742-752.

147. Nogi Y., Yano R., Nomura M. Synthesis of large rRNAs by RNA polymerase II in mutants of Saccharomyces cerevisiae„defective in RNA polymerase I // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1991. V. 88. P. 3962-3966.

148. Ogata K. Studies on establishing factors of domiciliary cockroaches. 2. Experimental observations of development of German cockroaches in various environments //Jpn. J. Sanit. Zool. 1976. V. 27. P. 411-421.

149. Paskewitz S. M., Wesson D. M., Collins F. H. The internal transcribed spacers of ribosomal DNA in five members of the Anopheles gambiae species complex // Insect Mol. Biol. 1993. V. 2. P. 247-257.

150. Paule M. R. Comparative subunit composition of eukaryotic nuclear RNA polymerases //Trends Biochem. Sci. 1981. V. 6 P. 128-131.

151. Pawlowski J., Bolinar I., Fahrini J. F. Extreme differences in rates of molecular evolution of Foraminifera revealed by comparison of ribosomal DNA sequences and the fossil record // Mol. Biol. Evol. 1997. V. 14. P. 498-505.

152. Pennisi E. Genome data shake tree of life // Science. 1998. V. 280. P. 672674.

153. Perelson A. S. and Bell G. I. Mathematical models for the evolution of multigene families by unequal crossing over// Nature. 1977. V. 265. P. 304-310.

154. Petes T. D. Unequal meiotic recombination within tandem arrays of yeast ribosomal DNA genes// Cell. 1980. V. 19. P. 765-774.

155. Princis K. Orthopterorum catalogus // In: Blattariae / Ed. Beier M. Gravenhage: Junk (Germ). 1969. P. 6-8.

156. Rae P. M., Barnett Т., Murtif V. L. Nontranscribed spacers in Drosophila ribosomal DNA// Chromosoma. 1981. V. 82. P. 637-655.

157. Rae P. M., Steele R. E. Absence of cytosine methylation at C-C-G-G and G-C-G-C sites in the rDNA coding regions and intervening sequences of Drosophila and the rDNA of other insects // Nucleic. Acids. Res. 1979. V. 6. P. 2987-2995.

158. Reeder R. H. Enhancers and ribosomal gene spacers // Cell. 1984. V. 38. P. 349-351.

159. Reeder R. H. rRNA synthesis in the nucleolus // Trends Genet. 1990. V. 6. P. 390-394.

160. Rehn J. A. G. Man's uninvited fellow traveler the cockroach // Sci. Monthly. 1945. V. 61. P. 265-276.

161. Renkawitz-Pohl R., Gerbi S. A., Glatzer К. H. Ribosomal DNA of fly Sciara coprophila has a very small and homogeneous repeat unit // Mol. Gen. Genet. 1979. V. 173. P. 1-13.

162. Renkawitz-Pohl R., Glatzer К. H., Kunz W. Characterization of cloned ribosomal DNA from Drosophila hydei // Nucleic. Acids. Res. 1980. V. 8. P. 4593-4611.

163. Rich S. M., Rosenthal В. M., Telford S. R., Spielman A., Hartl D. L., Ayala F. J. Heterogenety of the internal transcribed spacer (ITS2) region within individual deer ticks // Insect Mol. Biol. 1997. V. 6. P. 123-129.

164. Ritossa F. Crossing-over between X and Y chromosomes during ribosomal DNA magnification in D. melanogaster И Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1973. V. 70. P. 1950-1955.

165. Ritossa F. M. and Scala G. Equilibrium variations in the redundancy in D. melanogaster II Genetics. 1969. V. 61. P. 305-314.

166. Ritossa F. M. Procedure for magnification of lethal deletions of genes for ribosomal RNA// Nature New Biology. 1972. V. 240. P. 109-111.

167. Ritossa F. M. Unstable redundancy of genes for ribosomal RNA // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1968. V. 60. P. 509-519.

168. Ritossa F. The bobbed locus. In: The genetics and biology of Drosophila. V. 1b (Eds. Aschburner M. and E. Novitski). London New York - San Francisco. 1976. P. 801-812.

169. Rocheford T. R., Osterman J. C., Gardner С. O. Variation in the ribosomal DNA intergenic spacer of a maize population mass-selected for high grain yield // Theor. Appl. Genet. 1990. V. 79. P. 793-800.

170. Roiha H., Glover D. M. Duplicated rDNA sequences of variable lengths flanking the short tipe I insertions in the rDNA of Drosophila melanogaster// Nucl. Acids. Res. 1981. V. 9. P. 5521-5532.

171. Ross M. H. A strain difference and ablation experiments involving a dispersal pheromone in the German cockroaches: Blattella germanica (Dictyotera: Blattellidae)//J. Entom. Sci. 1989. V.24. P. 101-106.

172. Ross M. H. Additional data for linkage group X of the German cockroach // J. Hered. 1973. V. 64. P. 44-45.

173. Ross M. H. and Cochran D. G. The German cockroach, Blattella germanica. In: Handbook of genetics (Ed. King R. C.) 1975. V. 3. P. 35-62. Plenum Press. NY.

174. Ross M. H. Differencis in the response of the German cockroach (Dictyotera: Blattellidae) fieldstrains to vapors of pyrethroid formulations // J. Econ. Ent. 1992. V. 85. P. 123-129.

175. Ross M. H. Genetic variability in the German cockroach. VIII. Studies of deformed-leg and broad-banded pronotum//J. Hered. 1972. V. 63. P. 26-32.

176. Ross M. H. Laboratory population studies of the German cockroach using a two-chromosome and a three-chromosome reciprocal translocation // Ann. Ent. S.A. 1976. V. 69. P. 1073-1081.

177. Ross M. H. Three-point data for linkage group VI of the German cockroach //Ann. Entomol. Soc. Am. 1971. V. 64. P. 1178-1180.

178. Ross M. H., Bret B. L., Keil С. B. Population growth and behavior of Blattella germanica (L.) in experimentally established shipboard infestations // Ann. Ent. S.A. 1984. V. 77. P. 740-752.

179. Ross M. H., Cochran D. G. A body color mutation in the German cockroach // Nature (Lond.). 1962. V. 195. P. 518-519.

180. Ross M. H., Cochran D. G. A preliminary report on genetic variability in the German cockroach, Blattella germanica //Ann. Entomol. Soc. Am. 1965. V. 58. P. 468375.

181. Ross M. H., Cochran D. G. Genetic variability in the cockroach. VI. Studies of fused-antennae, crossveinless and downturned-wing //J. Hered. 1970. V.61. P. 123128.

182. Ross M. H., Cochran D. G. Genetic variability in the German cockroach. I. Additional genetic data and the establishment of tentative linkage groups // J. Hered. 1966. V. 57. P. 221-226.

183. Ross M. H., Cochran D. G. German cockroach genetics and its possible use in control measures // Patna J. Med. 1973. V. 47. P. 325-337.

184. Ross M. H., Cochran D. G. Strain differences in the response of German cockroach (Dictyotera: Blattellidae) to emulsifiable concentrates // J. Econ. Ent. 1992. V. 85. P. 1201-1208.

185. Ross M. H., Cochran D. G. The German cockroach, Blattella germanica II In Handbook of Genetics / Ed. King R. C. NY: Plenum Press. 1975. V. 3. P. 35-62.

186. Ross M. H., Liu Н. Hybridization studies on Blattella germanica and B. asahinai (Dictyotera: Blattellidae): chiasma frequency and distribution // Ann. Entomol. Am. 1995. V. 88. P. 215-219.

187. Roth L. M. A taxonomic revision of the genus Blattella Caudell (Dictyoptera, Blattaria: Blattellidae) // Entomol. Scand. Suppl. 1985. V. 22. P. 1-221.

188. Roth L. M. Evolution and taxonomic significance of reproduction in Blattaria //Ann. R. Entom. 1970. V. 15. P. 75-96.

189. Roth L. M., Willis E. R. The biotic associations of cockroaches // Smith. Inst. Misc. Coll. 1960. V. 141. P. 1-470.

190. Sakuma M., Fukami H. The aggregation pheromone of the German cockroach, Blattella germanica (L.) (Dictyotera: Blattellidae): isolation and identification of the attractant components of the pheromone. // Appl. Ent. Zo. 1990. V. 25. P. 355368.

191. Samols D. R., Hagenbuchle O., Gage L. P. Homology of the 3' terminal sequences of the 18S rRNA of Bombyx mori and the 16S rRNA of Escherchia coli // Nucleic. Acids. Res. 1979. V. 7. P. 1109-11.19.

192. Sardana R., O'Dell M., Flavell R. Correlation between the size of the intergenic regulatory region, the status of cytosine methylation of rRNA genes and nucleolar expression in wheat// Mol. Gen. Genet. 1993. V. 236. P. 155-62.

193. Sawadogo M. and Sentenac A. RNA polymerase В (II) and general transcription factors//Annu. Rev. Biochem. 1990. V. 59. P. 711-754.

194. Schlotterer C., Hauser M. Т., von Haeseler A., Tautz D. Comparative evolutionary analysis of rDNA ITS region in Drosophila // Mol. Biol. Evol. 1994. V. 11. P. 513-522.

195. Schlotterer С., Hauser M., Haeseler A., Tautz D. Comparative evolutionary analysis of rDNA ITS regions in Drosophila II Mol. Biol. Evol. 1994. V. 11. P. 513-522.

196. Scudder S. H. Paleosoic cockroacshes: A complete revision of the species of both worlds, with an essay toward their classification // Mem. Boston Soc. Nat. Hist. 1879. V. 3. P. 23-134.

197. Selker E. U., Yanofsky C., Driftmier K„ Metzenberg R. L., Alzner-DeWeerd В., RajBhandary. L. Dispersed 5S RNA genes in N. crassa: Structure, expression and evolution. // Cell. 1981. V. 24. P. 819-828.

198. Sentenac A. Eukaryotic RNA polymerases // CRC Crit. Rev. Biochem. 1985. V. 18. P. 31-90.

199. Severini C., Silvestrini F., Mancini P., La Rosa G., Marinucci M. Sequence and secondary structure of the rDNA second internal transcribed spacer in the sibling species Culex pipiens & Cx. Quinquefasciatus // Insect Mol. Biol. 1996. V. 5. P. 181186.

200. Shafer M., Wyman A. R., White R. Length variation in the non-transcribed spacer of Calliphora erythrocephala ribosomal DNA is due to a 350 base-pair repeat // J. Mol. Biol. 1981. V. 146. P. 179-199.

201. Shalet A. Exchanges at the bobbed locus of D. melanogaster И Genetics. 1969. V. 63. P. 133-142.

202. Silverman J., Bieman D. N. Glucose aversion in the German cockroach, Blattella germanica II J. Insect Phy. 1993. V. 39. P. 925-933.

203. Simmen K. A., Bernues J., Parry H. D., Stunnenberg H. G., Berkenstam A., Cavallini В., Egly J. M., Mattaj I. W. TFIID is required for in vitro transcription of human U6 gene by RNA polymerase III //EMBO J. 1991. V. 10. P. 1853-1862.

204. Smith G. P. Evolution of repeated DNA sequences by unequal cross over // Science. 1976. V. 191. P. 528-534.

205. Smith G. P. Unequal crossover and the evolution of multigene families // Cold Spring Harbor Symp. Quant. Biol. 1973. V. 38. P. 507-513.

206. Sollner-Webb B. and Tower J. Transcription of cloned eukaryotic ribosomal RNA genes //Ann. Rev. Biochem. 1986. V. 55. P. 801-830.

207. Spencer D. F., Coliings J. C., Schnare M. N., Gray M. W. Multiple spacer sequences in the nuclear large subunit ribosomal RNA gene of Crithidia fasciculate // EMBO J. 1987. V. 6. P. 1063-1071.

208. Spindler S. R. Deoxyribonucleic acid dependent ribonucleic acid polymerase II specific initiation and elongation factors from calf thymus // Biochemistry. 1979. V. 18. P. 4042.

209. Stambrook P. J. Heterogeneity in Chinese hamster ribosomal DNA // Chromosoma. 1978. V. 65. P. 153-159.

210. Suzuki H., Tsuchiya K., Sakaizumi M., Wakana S., Sakurai S. Evolution of sites of ribosomal DNA in natural populations of field mouse, Apodemus speciosus H J. Mol. Evol. 1994. V. 38. P. 107-112.

211. Szostak J. W. and Wu R. Unequal crossing over in the ribosomal DNA of Saccharomyces cerevisiae // Nature. 1980. V. 284. P. 426-430.

212. Tang J., Toe L., Back C., Unnasch T. R. Intra-specific heterogeneity of the rDNA internal transcribed spacer in the Simulium damnosum (Diptera: Simuliidae) complex// Mol. Biol. Evol. 1996. V. 13. P. 244-252.

213. Tartof K. D. Increasing the multiplicity of rRNA genes in D. melanogaster I I Science. 1971. V. 171. P. 294-301.

214. Tartof K. D. Regulation of ribosomal RNA gene multiplicity in D. melanogaster// Genetics. 1973. V. 73. P. 57-63.

215. Tartof K. D. Unequal mitotiG sister chromatid exchange and disproportionate replication as mechanism regulation ribosomal RNA gene redundancy // Cold Spring Harbor Sympos. Quant. Biol. 1973. V. 38. P. 491-492.

216. Tartof K. D. Unequal mitotic sister chromatid exchange as the mechanism of ribosomal RNA gene magnification // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1974. V. 71. P. 19721976.

217. Templeton A. R., Hollocher H., Lawler S., Johnston J. S. Natural selection and ribosomal DNA in Drosophila // Genome. 1989. V. 31. P. 296-303.

218. Terracol R., Prud'homme N. Differential elimination of rRNA genes in bobbed mutations of Drosophila melanogaster I I Mol. Cell. Biol. 1986. V. 6. P. 10231031.

219. Tillyard R. J. Kansas Permian insects Pt. 20. The cockroaches, or order Blattaria // Am. J. Sci. 1937. V. 34. P. 169-202, 249-276.

220. Tsai Y. H. and Cahill, Kevin M. Parasites of the German cockroach (Blattella germanica L.) in New York city // The Journal of Parasitology. 1970. V. 56. P. 375-377.

221. Van de Hey R. C. Incidence of genetic mutations in Culex pipiens H Mosquito News. 1969. V. 29. P. 183-189.

222. Van der Sande C. A. F. M., Kwa M„ Van Nues R. W., Van Heerikhuizen H., Raue H. A., Planta R. J. Functional analysis of internal transcribed spacer-2 of Saccharomyces cerevisiae ribosomal DNA// J. Mol. Biol. 1992. V. 223. P. 899-910.

223. Vogler A. P. and DeSalle R. Evolution and phylogenetic information content of the ITS1 region in the tiger beetle Cicindela dorsalis H Mol. Biol. Evol. 1994. V. 11. P. 393-405.

224. Volkov R. A., Komarova N. Y., Panchuk I. I., Hemleben V. // Molecular evolution of rDNA external transcribed spacer and phylogeny of sect Petota (genus Solanum) // Mol. Phyl. Evol. 2003. V. 29. P. 187-202.

225. Waibel F. and Filipowicz W. RNA-polymerase specifity of transcription of Arabidopsis U snRNA genes determined by promoter element spacing // Nature. 1990. V. 346. P. 199-202.

226. Warner J. R. Synthesis of ribosomes in Saccharomyces cerevisiae // Microbiol. Rev. 1989. V. 53. P. 256-271.

227. Wellauer P. K., Dawid I. В., Brown D. D. Reeder R. The molecular basis for length heterogeneity in ribosomal DNA from Xenopus laevis // J. Mol. Biol. 1976a. V. 105. P.461-486.

228. Wellauer P. K., Reeder R. H., Dawid I. В., Brown D. D. The arrangement of length heterogeneity in repeating units of amplified and chromosomal DNA from Xenopus laevis // J. Mol. Biol. 1976b. V. 105. P. 487-505.

229. Wiegmann В. M., Mitter C., Regier J. C., Friedlander T. P., Wagner D. M., Nielsen. S. Nuclear genes resolve Mesozoic-aged divergences in the insect order Lepidoptera // Mol. Phylogenet. Evol. 2000. V. 15. P. 242-259.

230. Williams S. M. and Strobeck C. Sister chromatid exchange and the evolution of rDNA spacer length // J. Theor. Biol. 1985. V. 116. P. 625-636.

231. Williams S. M., DeSalle R., Strobeck C. Homogenization of geographical variants at the nontranscribed spacer of rDNA in Drosophila mercatorum // Mol. Biol. Evol. 1985. V. 2. p. 338-346.

232. Williams S. M., Robbins L. G., Cluster P. D., Allard R. W„ Strobeck C. Superstructure of the Drosophila melanogaster ribosomal gene family II Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1990. V. 87. P. 3156-3160.

233. Wooster M. Т., Ross M. H. Subletal responses of the German cockroach to vapors of commercial pesticide formulations // Ent. Exp. App. 1989. V. 52. P. 49-55.

234. Wootton R. J. Paleozoic insects //Ann. R. Entom. 1981. V. 26. P. 319-344.

235. Xiong Y., Eickbush Т. H. Functional expression of a sequence-specific endonuclease encoded by the retrotransposon RaBm // Cell. 1988. V. 55. P. 235-246.

236. Yakura K., Kato A., Tanifuji S. Length heterogeneity of the large spacer of Vicia faba rDNA is due to the differing number of a 325 bp repetitive sequence elements // Mol. Gen. Genet. 1984. V. 193. P. 400-405.

237. Yang Z. How often do wrong models produce better phylogenies? // Mol. Biol. Evol. 1997. V. 14. P. 105-108.

238. Yao M. C. Amplification of ribosomal RNA gene in Tetrahymena II In: The Cell Nucleus: rDNA. 1982. V. 12. Part С (eds. H. Busch and L. Rothblum). Academic Press. N. Y. P. 127-153.

239. Young R. A. RNA polymerase IIII Annu. Rev. Biochem. 1991. V. 60. P. 689715.

240. Zwick M. G., Wiggs M. Y., Paule M. R. Sequence and organization of 5S RNA genes from the eukaryotic protest Acantahamoeba castellanii // Gene. 1991. V. 101. P. 153-157.

Информация о работе

Мысина, Вера Александровна
кандидата биологических наук
Москва, 2006
ВАК 03.00.15

Диссертация

Анализ эволюционной изменчивости внешнего транскрибируемого спейсера рибосомной ДНК тараканов рода Blattella - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы