И.Ф. Жимулёв - Общая и молекулярная генетика (1117666), страница 5
Текст из файла (страница 5)
е., по их мнению, гены должны располагаться в хромосомах. В 1906 г. английские генетики У. Бэтсон и Р. Пэннет (К. Рпппеп) в опытах с душистым горошком обнаружили явление сцепления наследственных признаков при передаче потомству, а другой английский генетик Л. Донкастер (Ь. Описав!ег) тоже в 1906 г. в опытах с бабочкой крыжовниковой пяденицей открыл наследование, сцепленное с полом. На первый взгляд, и те, н другие данные явно не укладывались в менделевские законы наследования.
Однако это противоречие легко устраняется, если представить, что происходит сцепление генов с материалом той или иной хромосомы. С 1910 г. начинаются эксперименты группы Т. Моргана (Т. Могяап) (рис. !.6). Вместе со своими учениками А. Стертевантом (А. Б!пг!ечап!) (рис. 1.7), К. Бриджесом (С. Впддев) (рис. 1.8) и Г. Меллером (Н. Мп!!ег) (рис. 1.9), ставшими также основоположниками современной генетики, он к середине 20-х гг. сформулировал хромосомную теорию наследственности, согласно которой гены расположены в хромосомах, как бусы на нити; были определены порядок расположения и даже относительные расстояния между генами.
Именно Морган ввел в генетические исследования в ка- Гг«««Е ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ: ПРЕДМЕТ И ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ГЕНЕТИКИ 13 Август Вейсман (1834- 1914) Томас Хант Морган (18бб-1945) честве объекта маленькую плодовую мушку дрозофилу --- Оггморй|?и те?пподоаег. В 1929 г. А. С. Серебровский (рис. 1.10) и Н. Н. Дубинин (см. рис. 1.26), еще не зная, что такое ген и из какого материала он состоит,на основании результатов собственных исследований пришли к выводу о его сложной организации и делимости. В 1941 г.
Дж. Билл (Ст. Веаг(!е) (рис. 1.11) и Э. Тейтум (В. Та!игл) (рис. 1.12) сделали заключение о том, что всякий ген определяет синтез одного фермента. Они предложили формулу: «один ген -- один фермент», позднее, после уточнения: «один ген — один белок» или «один ген -- один полипептид».
В 1925 г. Г. А. Надсон (рис. 1.13) совместно с Г. С. Филипповым в опытах с грибамн Мисог доказали возможность искусственного получения мутаций под действием ионизирующего излучения. В 1927 г, возможность индукции мутации путем рентгеновского облучения была показана Г. Меллером. Уже в 30-х гг. ученых заинтересовал вопрос: из какого материала построены гены'? В 1928, а в более развернутой форме в 1935 г.
Н. К. Кольцов выдвинул гипотезы о молекулярной организации и матричного синтеза гена. Он исходил из того, что материал хромосомы должен тянуться от одного ее конца до другого. Н таким материалом, по его мнению, долж- на быть молекула белка. Разметка молекулы на гены по этой модели также осуществляется легко: в белках всегда существуют радикалы, отличные один от другого, которые могут представлять гены. Изменения радикалов— «отрыв тех или иных атомов и замена их другими», по мнению автора, должны приводить к мутациям.
Вместо случайной сборки генов в хромосому при ее удвоении он предложил фактически матричный принцип воспроизведения хромосом. сохраняющий порядок генов. Модель привлекла внимание. Идея хромосомы-молекулы произвела глубокое впечатление на генетиков, она объясняла многие явления, но оказалась неверной, поскольку, как позднее выяснилось, наследственным материалом является дезоксирибонуклеиновая кислота — ДНК. В 1935 г. Н. В. Тимофеев-Ресовский, К.
Циммер (К. г.!штег) и М. Дельбрюк (М. Ре!огйс(г) в статье «О природе генных мутаций и структуре гена». изданной в виде небольшой брошюры с зеленой обложкой и получившей название «Классическая зеленая тетрадь», впервые развили экспериментально обоснованную модель гена как макромолекулярной структуры — — сегмента структуры более высокого порядка-- хромосомы и даже рассчитали размер гена. В 1944 г.
вышла книга знаменитого физика-теоретика Э. Шредингера (Е. Вс!тгог(!пйег) «Что такое жизнь? С точки зрения физика», 14 ОБщАя и мОлекуляРИАя генетикА Кальвин Бриджес (1889-1938) Альфред Хеири Стертевант (1891-1970) в которой автор, базируясь на «Зеленой тетради», развил представление о гене-молекуле. По его мнению, «хромосомы... содержат в виде своего рода шифровального кода весь .,план" будущего индивидуума и его фукционирования в зрелом состоянии. Каждый полный набор хромосом содержит весь шифр...
». И в этой модели роль носителя наследственности также приписывается белку, ибо, как пишет автор, ДНК, или, как ее тогда называли, тимонуклеиновая кислота, является «сравнительно простым органическим соединением, которому было бы странно приписывать роль носителя наследственных свойств». В 1944 г. в результате работ по трансформации у бактерий О. Эйвери (О.
Атее), К. МакЛеод (С. МсЕеод) и М. МакКарти (М. МсСапу) показали, что трансформирующим агентом у пневмококков является ДНК, а следовательно, именно этот компонент хромосом и является носителем наследственной информации. Несколько позже, в!952 г., в экспериментах А. Херши (А. НегзЬеу) и М. Чейз (М.
СЬаве) было показано, что инфекционным элементом вирусов служит их нуклеиновая кислота. В этом же 1952 г. Н. Зиндер (Ы. елпс(ег) и Дж. Ледерберг (1. ЕедегЬег8) открыли у сальмонеллы явление трансдукции, т. е. переноса вирусами генов хозяина, еще раз показав роль ДНК в осуществлении наследственности. Новый этап развития генетики начинается в 50-е гг. в результате коллективных усилий представителей многих наук: кроме генетиков, это физики, химики, математики и микробиологи. Особенно много сделали физики.
Результатом этого синтеза знаний стала расшифровка в 1953 г. структуры ДНК Дж. Уотсоном (1. %а(воп) и Ф. Криком (Е Сг(с(с), которые обобщили данные рентгеноструктурного анализа, полученные М. Уилкинсом (М. %11Ыпз) и Р. Франклин (К. Ргап1с!1п). Модель признали быстро и повсеместно. Она, кроме того что объясняла все известные факты о молекулярной структуре ДНК, предлагала матричный принцип ее воспроизведения (репликации), открыла пути для понимания множества других фундаментальных механизмов генетических процессов. Именно время открытия Уотсона и Крика многими современными учеными считается датой рождения молекулярной биологии.
С конца 50-х — начала б0-х гг, начинается триумфальное шествие генетики, да и молекулярной биологии в целом, развитие которых, несомненно, было обусловлено расшифровкой структуры ДНК. Поток открытий просто огромен, а достижения в деле регулирования биологических процессов столь впечатляющи, что затмевают любые идеи писателей-фантастов. Есть возможность только вкратце упомянуть некоторые из этих открытий. В 1958 г. Ф. Крик Гмк«(. 081ЦИЕ ПОЛОЖЕНИЯ: ПРГДМЕТ И ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ГЕНЕТИКИ Александр Сергеевич Серебровский (1892-1948) Герман Меллер (!890-1967) сформулировал принцип передачи генетической информации: ДНК-+РНК- белок, который был им назван «центральной догмой молекулярной биологии».
Следуюшим огромным успехом была расшифровка генетического кода. Собственно вопрос о том, как четыре различных нуклеотида в составе ДНК могут закодировать 20 аминокислот в составе полипептида, впервые в 1954 г. поставил физик-теоретик Г. А. Гамов. а экспериментально нашли ответ в 1961 г. биохимики М. Ниренберг (М. Ы(гепЬегк), Р. Холли (К. Нойеу), Г. Хорана (Н. КЬогапа), а также Ф. Крик и С. Бреннер (Б. Вгеппег) и их сотрудники. На долгие годы захватили умы генетиков и близких к генетике биологов идеи французских ученых Ф. Жакоба (К )асоЬ) и Ж.
Моно (). Молод), открывших в 1961 г. оперонный принцип организации генов и регуляции генной активности у бактерий. Л в 1969 г. в США Г. Хорала с сотрудниками синтезировали химическим путем первый ген. Продолжая изучать строение гена, Н. Робертс (Р. КоЬег1в) и Ф.
Шарп (Р. БЬагр) установили, что гены состоят из многих частей, кодирующих —. экзонов и некодирующих --- интронов, и открыли явления сплайсинга в 1977 г. В том же году Дж. Уэбер (). %еЬег), У. Джелинек (5У. )е1(пе(с) и Дж. Дарнелл (). Оагпе11) открыли альтернативный сплайсинг.
Новая революция в генетике произошла в середине 70-х гг. Так же как и первая, в конце 40-х --. начале 50-х, она была связана с новым синтезом знаний. Но на этот раз объединились знания, полученные генетиками разных направлений: молекулярной и биохимической генетики, генетики бактериофагов, бактерий и плазмид, генетики дрожжей, млекопитающих и дрозофилы. Используя знания об организации наследственного аппарата различных модельных объектов, удалось разработать технологии манипуляций с генами, которые позже получили название генной инженерии.
В 1974 г. К. Маррей и Н. Маррей (К. Мпггау, Н. Мштау), манипулируя рестрикционными сайтами фага лямбда, создали хромосому, способную заключать в себя чужеродную ДНК. Таким образом фаг лямбда стал вектором для клонирования чужеродной ДНК, а у исследователей появилась неограниченная возможность переносить гены и фрагменты ДНК из одного организма в другой и размножать (клони- ровать) их. В 1975 г. были предложены сразу три важнейших метода генной инженерии: 1.
У. Бентон, Р. Дэйвис (%. Вел!оп, К. Г1ач(з) разработали быстрый метод поиска бляшек с рекомбинантными лямбда-фагами, переноса их ДНК на нитроцеллюлозные фильтры и выявле- 16 ОБЩАЯ И МОЛЕКУЛЯРНАЯ ГЕНЕТИКА Эдвард Тейтум (1909 †19) Джорлж Билл (! 903- 1989) ния рекомбинантных фагов для дальнейшего клонирования ДНК. 2.
М. Гранштейн (М. Пгппз!е(п) и Д. Хогнесс (П. Нойпеяя) предложили метод гибридизации с колониями бактерий, который позволил изолировать бактериальные клетки, несущие клонированные гены или фрагменты ДНК. 3. Е. Саузерн (Е. Бои!пегп) описал метод переноса фрагментов ДНК с агарозных гелей на нитроцеллюлозные фильтры. Эти фильтры он затем гибридизовал с радиоактивной ДНК и гибриды выявлял методом авторадиографии.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
