И.Ф. Жимулёв - Общая и молекулярная генетика (1117666), страница 33
Текст из файла (страница 33)
Поведение бактерий этих типов функционально различно. В потомстве Е" никогда не получаются рекомбинанты, в то же время от клеток Р получаются рекомбинанты, совмещающие признаки обоих родителей. Таким образом, при коньюгации клеток происходит односторонняя передача генетического материала от клетки Г' в клетку Р . Клетки Р после конъюгации приобретают характеристики Р'. Позже был выявлен и третий половой тип, определяющий высокую частоту рекомбинации — Пб" (ЬгйЬ йецггепсу гесошЬгпайоп).
Клетки этого типа возникают в культурах Е . Скрещивания Р х Н)г дают особенно высокую частоту рекомбинантов — ! на 10 исходных клеток (в скрещиваниях Р х Р 1 на 10' исходных клеток). В скрещиваниях Р х Р' установлено, что фактор фертильности (Р-фактор) передается с высокой частотой независимо (автономно) от остальных генов. Клетки П~г терянэт способность к автономной передаче Р-фактора. 1енетическнй анализ показал, что в линии П/г он передается сцепленно с другими генами и занимает определенный покус в бактериальной хромосоме. Таким образом, Р-фактор. если он присутствует в клетке, ведет себя двоякк как автономная цитоплазматическая частица (в клетках Р') или как локус хромосомы (в клетках Пгг). В Р клетках он отсутствуег.
Ртфактогр несет гены. контролирующие ооразование лилей и способность к переносу в другие бактерии. Позднее Р-фактор стали называть плазмидой — — кольцевой молекулой ДНК, реплицируюшейся в клетке автономно от хромосом и содержащей некоторое число генов. тлоел 5. ГЕНЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ: КАРТИРОВАНИЕ ГЕНОВ ну ч ГЯ РЗ гтз' РЗО4 иалвз13 дггх с ! Ра - к ее лк лл-з язз ь тл лвзы л л дм г о я -с нс л х у Дол 'м югт сз р ввй '' ,„, нк ляю Генетическая карта плазмиды Г (Алиханян и др., 1985.
С. 296э]. Нл внутренней окружности отмечены некогорые координаты, нв следующей — - рвеположение!б- и ТХ-элементов; жирными линиями указаны районы топологии плвзмиды Г с плазмидами группы Ьгс Е1 и элс гП. На внешней окружности показано рвеполо:кение генов гго-оперона и ряда других генов, контролирующих различнью функции плазмиды. локусы ом1 — 3 — точки начала вегетативной репликлции плазмидиой Лнк. стрелками увезены места интеграции плазмиды в бектеривльную хромосому, ведущей к образованию Нугнлтлммов Г-фактор и другие плазмиды, способные находиться в клетке в свободном состоянии либо интегрироваться с ее хромосомой, называют также эписомами. г-фактор — это крупная плазмида.
Длина ее ДНК составляет около 100 тпн (рис. 5.26). В ней идентифицировано около 20 генов, контролируюших различные этапы конъюгации. Большая часть этих генов образует единый оперон туар-У Йуа — тгапзрег — перенос) длиной около 30 тпн. г' -штамм Е со11 не несет г'-фактора, но может принимать его от донора. Такие штаммы называют реципиентными или женскими. В мужской клетке г"-фактор может находиться в двух альтернативных состояниях: в автономном, когда он реплицируется независимо от хромосомы (Гь-штамм), и в интегрированном, когда он присоединяется к хромосомной ДНК и реплицируется в ее составе (рис.
5.27). Частота интегрирования Г-фактора в хромосому штамма-хозяина составляет 1 на ! 0' клеток Г'. Образование 1Х~~"-клеток происходит в результате кроссинговера между кольцевыми ДНК хромосомы и г'-фактора. В хромосоме Е. сой более 20 сайтов, в которых может происходить интеграция плазмиды г (см. рис. 5.26). В ее основе лежит сайт-специфическая рекомбинация, опосредованная особыми последовательностями ДНК -- 75-элементами (см. разд. 6.7). Начало конъюгационного переноса связано с разрезанием одной из нитей ДНК плазмнды Г в локусе аг(Т, расположенном перед генами гга-оперона и ориентированном таким образом, что п.а-область переносится в реципиентную клетку последней. Этот надрез осуществляется сайт-специфичной эндонуклеазой, кодируемой генами тгаг и ггггх,.
Раскручивание дуплекса ДНК происходит под действием фермента ДНК-геликазы, кодируемой плазмидным геном тга7. Фермент движется по молекуле ДНК в направлении от 5'- к 3'-концу и раскручивает ее со скоростью около 1200 пн в 1 с. Освободившийся в результате надрезания и раскручивания 5'-конец одной из цепей ДНК переносится через конъюгационную пору в клетку реципиента. Одновременно эта ДНК реплицируется.
104 ОБ1ЦАЯ И МОЛЕКУЛЯРНАЯ ГЕНЕТИКА Хромосома бактерии Н фактор НЯ и Часть ДНК фактора Г с иослелугощими гонами бактерии-донора Реиомбинаиии ьаеьчлу лиъсореиий и реиипиептеной хромосомами Передача генетического материала в результате коиъюгации у Е. сой "1Кцззе!1, 1998. Р. 2321: а — передача Н-фактора от донора к рецициенту в скрещивании г х Г', б — образование линии Н1г в результате интеграции Е фактора и передачи бактериальных генов от донорных к рециниентным клеткам в ходе скрещиваниа Е и Ндг а71 Старт 1ЬГ 171 1еи и\ йг 1еи а2! и!и" И1Г 1еи Ре г.
ии" йг аер 17 и 17 юи бг !еи йг~ ыг" 1еи Ка1! 1ас юл а Картирование генов в геноме Е. сой в результате скрещивания 171гН йг' 1еи' иг1 гоп" 1ас' Ка1' згг' и Г йг- 1еи а21'гаа' 1аг Ка1 згг' 1рспззеП, !998. Р. 2351. Рекомбинанты получаются за счет обмена донорного фрагмента н гомологнчного фрагмента реципиента в результате двойного кроссинговера.
Через различные промежутки времени после начала скрепщвания конъюгнруюпгие пары разделяют и высевают на сслективпую среду, чтобы определить, какие гены перенесены из Нб в Р' Времи переноса в минусах Галка 5. ГЕНЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ: КАРТИРОВАНИЕ ГЕНОВ ! 1ередаются первыми, йг ирина гы за нулеауЮ 1еи+ отметку карты 106 ОБЩАЯ И МОЛЕКУЛЯРНАЯ ГЕНЕТИКА 7ФН 1'4Х ~ .14 а!7 И Ф 9 4с Ясс- 3 ! нб сз я Ф 99 Е,.ч Ш м ъл=уэб / зь Я Ф l, Р хя 74Я '"Ф я~! г' За ьяк „4! '74! Ря к! с яяяяо ,!»Ъ 097 ,.„ к Зр ~ сан 79 '~ 49 39 ,о я ~э к! х ь / б е 69 49 4 ! 1 къ74 59 КК3 4.49313 "1 К3 Я ои 1 К!.74 РК74! «! яя,вв' Неполная карта кольцевой хромосомы Е. сои шзамма К!2 !Алиханяи и др., 1985. С.
301) Процесс конъюгацни можно использовать для генетического картирования (рис. 5.28). Генетический материал переносится от донора к реципиенту однонаправленно в строгой последовательности. Если резко [в специальном аппарате-блэндере) встряхнуть культуры клеток, вступивших в конъюгацию. то они разъединяются. В зависимости от продолжительности конъюгации до встряхивания в Е' клетку будет перенесена большая или меньшая часть хромосомы Н1г-. За 1 мин передается примерно 40 тпн, т.
е. около 1% бактериальной хромосомы, и, следовательно, на перенос всей хромосомы Е, со1! потребовалось бы около 100 мин. На рис. 5.29 показано расположение некоторых генов у Е. со11. За точку отсчета принято начало переноса маркера 1)7г' в скрещиваниях Е х Н)КН. Единицей карты служит минута, т. е. количество ДНК, передаваемое Н1гклеткой за 1 мин. Цифрами над внутренним кругом обозначен масштаб карты в минутах относительно точки О, в которой расположены три гена, образующие оперон биосинтеза треонина. Всего на карте показано расположение около 50 генов. На внешнем круге стрелками обозначены начало и направление переноса хромосомы различными Н1г-штасимами.
На карту Е. сод К!2 с помощью конъюгации и трансдукции нанесено более 1000 генов, что составляет около 30 % ее генетической емкости 1Алиханян и др., 1985). Литература к равделаяя 5.11-5.13 Алвхаияи С. И., Акифьев А. П., Черпни Л. С. Общая генетика, Мс Высш. шк., ! 985, С. 261-327, Инге-Вечтомпв С. Г. Генетика с основами селекции. Мд Высш. шк., ! 989. С. 198-224. Лобяшев М. Е. Генетика. 2-е изд. Лд Изд-во Ленингр. уи-та, 1967. С. 416-453. Вцяяей Р. 3, белейся.
5ь ес1. Меп!о Райс, Са1!Гогша: Абс1!яоп 37!7ея!еу Еопбшап 1пс., 1998. Р. 224- 266. Глава б СТРУКТУРА И ОРГАНИЗАЦИЯ ГЕНОМА е.1. ! оль днк в наследственности Н. К. Кольцов предположил, что хромосомы представляют собой огромные молекулы белков или пучки таких молекул. О существовании в клетках других длинных молекул, состоящих из гетерогенных мономеров, тогда еще не знали. ДНК, или, как ее тогда называли, тимонукленновая кислота, считалась, как пишет рх ((!релингер в своей знаменитой кингс «Что такое жизнь с точки зрения физика?», «сравнительно простым органическим соединением, которому было бы странно приписывать роль носителя наследственных свойств».
Вот что пишет сам Н. К. Кольцов о формировании хромосом (генонем) и генов: «Первоначально, когда у простейших организмов впервые слагались генонемные молекулы, они были представлены однообразными более или менее длинными цепями из одинаковых звеньев, вроде кератина нли серицина. Каждое звено состояло из немногих простых радикалов. При дальнейшей эволюции организма этн молекулы постепенно усложнялись путем присоединения к некоторым звеньям боковых радикалов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
