Дж. Уилсон, Т. Хант - Молекулярная биология клетки - Сборник задач (1120987), страница 56
Текст из файла (страница 56)
Рестрнкцнонные карты генов зрительных пигментов А-тяпа н В-тяпа (задача !0-33). Экзоны обозначены маленькими светлымн прямоугольниками. Участки ПДРФ, выявленные прн обработке Каа1, обозначены под генами. Е- ЕсоК1,  — ВвтН1, Н-Н !пОН1, Б — Вв!1. Йеа1 В В ВЕН в ЕНВВ В-тип 1 2 3 е б е ц Неа1 зации с геном П2, то обнаруживаете единственную интенсивную полосу, содержащую фрагменты размером 6 т.
п. н. (рис. 10-22, дорожки с 9-й по 11-ю). Если вы разрезаете гсномную ДНК рестрнктазами ВВИ! (В), ЕсоК1 (К) или ХЬВ1 (Х), которы! не расщепляют последовательности клонированиых гевов (рис. 10-21), то также обнаруживаете единственную инте!!пивную полосу, однако размеры содержащихся в ней фрагментов превышают 50 т. п. н. (рис. !0-22, дорожки с 1-й по 3-ю). Если проив.
кубировать геномную ДНК с Н(пдШ, отбирая аликвоты в разные промежутки времени, то вы увидите лесенку полос (дорожки с 4 по 9). Если 2 нг клонированной ДНК разрезать Крп1 и посл! этого нанести на гель параллельно 10мкг геномной ДНК обработанной Крп1, то будут видны две полосы, ннтенсивносп которых равна интенсивности полосы фрагмента размерон б т.п.н., полученного при обработке всей геномиой ДНК реет. ' риктазами (сравните дорожки 11 н !2). Объясните, как путем изучения смеси рестрикционных фрагмев. тов можно определить строение генов 1)2 в геноме человека. Почему в случае обработанной рестриктазами клонирование! ДНК (дорожка 12) при электрофорезе видны две полосы, тогш как в случае обработанной рестриктазами геиомной ДНК набшс.
дается только одна полоса (дорожка 11)? С учетом того, что 2 нг клонированной ДНК дают полос), равную по интенсивности той полосе, которую дают 10 ма геномной ДНК (дорожки 11 н 12), рассчитайте, сколько ко шй гена (т'2 присутствует в геноме человека. (Размер ДНК в клеве бактериофага лямбда составляет 43 т. п, н., а в геноме человеп содержится 3 млн. т. п.
н.) Цветное зрение у человека определяется тремя различны.чв зрительными пигментами, поглощающими свет в красной, зеле ной и синей областях видимого спектра. Потеря одного из э пц пигментов приводит к дальтонизму. Примечательно, что скаля 8% всех мужчин имеют дефекты цветового зрения, сцепления! с Х-хромосомой и затрагиваюшие красный или зеленый пигмея.
ты. Дальтонизм по голубому цвету-аутосомный признак — ветре чается крайне редко. Гены человека, кодирующие зрительные пигменты, был обнаружены путем выявления генов, гомологичных клонировав . ному гену бычьего родопсина, который кодирует зритель ньй пигмент, находящийся в палочках сетчатки и определяюще черно-белое зрение. Таким способом было идентифнцироввм четыре типа генов: ген родопсина и три других гена (одии аутосомиый и два сцепленных с Х-хромосомой), кодирую цпг белки, структура которых весьма сходна с родопсином.
Два гена Ряс. !0-24. Г обработке р нормальных янков, не во ный цвет, н всспрнннмат (звлача !0-3 спецнфнчньп' обозначен К для гена В-1 Иццнвнды с Р . !0-23 ной )т)о!1, ных мужч 1О-ЗЗ). Цв ВНДНВНДО1 на рнс. 10 А-тнпв н внтенснвн рнс. 10-24 сбрвзуюп )во!1, укв: Контроль генной экспрессии 189 Рас. 10-24. ПДРФ, выявляемый при сррабстас рестриктазой Кьз1, у асрмальиых мужчин, у дальто- нтое, нс воспринимающих зоде- вй цвет, и у дальтоников, не акприиимающих красный цвет йптача 10-33). Вариант ПДРФ, исдифичный для гена А-типа, срозцачеи Кза1 А; вариант ПДРФ па гена В-типа обозначен Кза! В.
Иадивилы обозначены номерами. Дальтонизм по красному цеету Дальтонизм по зеленому цеету Нормальное зрение 1 2 3 4 6 6 7 8 8 10 11 12 13 14 16 16 Индивиды Яза! А Яза! 8 А Б В анииан 7 14 1 а 4 12 Вииюмиед:Е С:! !О !Л а! ап 4:! з.л,н. !еа -ь 144 -ь 1СС -и рестриктазой )ц)о11, которую использовали для анализа, показанного на рис. 10-25. Исходя из этой информации определите, какой ген расположен на 5'-конце этого кластера, а какой на 3'-конце, (За 5'-конец кластера принимается конец вблизи 5'-конца первого гена.) Почему у мужчин с нормальным цветовым зрением число генов .Ьс.10-25.
Фрагменты обработанго1 Мо!1 ДНК некоторых нормальвц мужчин и дальтоников (задача В.33). Цифры, обозначающие вцааидоа, соответствуют цифрам и рас. 10-24. Соотношение генов 1.тала и В-тица определено по нтсисианости зои гибридизации иа . 10-24. Размеры фрагментов, арратуюшихся при расщеплении Мст!, указаны в т.п.н. Г А-типа варьирует? Почему вариабельность числа генов у нор- мальных мужчин приводит к высокой частоте дальтонизма? Почти два века тому назад Томас Янг выдвинул гипотезу о том, что человек воспринимает цвет благодаря существованию трех независимых механизмов, определяющих чувствительность к свету.
В настоящее время известно, что эти механизмы связаны с тремя типами колбочек — фоторецепторных клеток сетчатки. сцепленные с Х-хромосомой и предположительно кодирующие красный и зеленый пш менты, идентичны на 98% как в области экзонов, так и в области интронов.
Рестрнкционные карты этих двух генов (А-типа и В-типа) приведены на рис. 10-23. Гены можно различить благодаря полиморфизму длины рестрикционных фрагментов (ПДРФ), один из которых (при обработке Кэа1) показан под картами ~снов на рис. 10-23. Для проверки того, что именно эти гены кодируют красный и зеленый пигменты, обследовали нескольких нормальных мужчин и нескольких дальтоников по красному или зеленому цвету. В этих экспериментах использовали гибридизационные зонды, специфичные для ПДРФ-маркеров, выявляемых при обработке Кэа1 (рис. 10-24).
Удивительную вариабельность по наблюдаемому числу генов А-типа изучали путем обработки препаратов ДИК определенных индивидов рестриктазой Мо11, последующего разделения получаемых длинных ресгриктов методом пульс-электрофореза и гибридизации их с зондом, комплементарным к обоим генам (рис. 10-25). Какие гены кодируют красный зрительный пигмент и какие зеленый? Генетический анализ показал, что гены, кодируюшие красный и зеленый зрительные пигменты, расположены на Х-хромосоме рядом друг с другом.
Каким образом эксперименты, описанные выше, позволяют сделать вывод, что эти гены физически сцеплены? Зонд, специфичный для уникальных последовательностей, расположенных непосредственно перед 5'-концом гена В-типа, гибридизуется с рестриктом 32 т.п.н., получившимся в результате обработки БГ!1. Один конец этого фрагмента образуется при разрезании внутри гена, а другой при расщеплении в участке вне данного гена. Этот БГ!1-фрагмент разрезается в свою очередь 190 Глава 10 В П р) Л 6+Я+ в м Б. ДИХРОМАТЫ 6+и В. АНОМАЛЬНЫЕ ТРИХРОМАТЫ Рве. 10-26. Раслоложение генов у нормальных мужчин, воспри- нимающих ясе три цвета (А), у Дальтоников-лихроматоя (Б) и у трихроматоя с аномальным цветовым зрением (В) (задача !0-34).
Гены (вли части генов), кодирующне красный пигмент, обозначены черными стрелками, гены (или части генов), кодирую- щие зеленые пигменты, обозначены белыми стрелками. Основание стрелки обращено к 5чконцу гена, острие — к Зьяонцу. Тонкими линия- ми обозначены гомологичяые участки, разделяющие гены, зиг- загообразными ливиями — уникаль- ные хромосомиые последователь- ности, окружающие зтя гены. А. ТРИХРОМАТЫ )НОРМАЛЬНОЕ ЦВЕТНОЕ ЗРЕНИЕ) Красный Звявный 6 Я Колбочки каждого типа содержат свой зрительный пигмеж красный, голубой или зеленый, которые и определяют спектрах ' ные свойства колбочек каждого типа.
К дальтонизму мо, приводить два вида пигментных аномалий. Люди, у которы. отсутствует один из зрительных пигментов, не имеют колбо соответствующего типа. Такие люди называются дихроматаий т. е. различающими два основных цвета. Люди, у которых об р) зуются зрительные пигменты с аномальным спектром нагло лв ния, имеют колбочки всех трех типов, но один из этих типа оказывается аномальным. Такие люди называются аномальньця ' трихроматами.
Вы проанализировали структуры генов, коднруюших крас нй) и зеленый пигменты у 25 мужчин, страдаюших дальтонизмом я) красному или зеленому цвету. Примеры структур генов у дихра матов, не воспринимающих красный (О" К ) или зеленый ц ю (О К'), а также у трихроматов, аномальных по красному (С' К') или зеленому (О' К') цвету, даны на рис.
10-26 вместе с тре м генетическими структурами, свойственными мужчинам с нор мальным цветовым зрением (трихроматы, О' К'). А. Объясните для каждого случая дальтонизма, как рекомбина ци между двумя нормальными генами у трихроматов может пря. вести к наблюдаемой структуре аномального гена. (Случай с дян хроматом (О К"), не видящим зеленого цвета, обьяснип труднее, чем другие.) Б. Как, по вашему мнению, может экспрессироваться каждый ю: четырех гибридных генов у дальтоников? В. Как на основании генетических структур, приведенных и рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
