Айала, Кайгер - Современная генетика - т.1 (947304), страница 32
Текст из файла (страница 32)
Если в такой дважды инфицированной клетке возникает потомство фага, то это означает, что каждый из двух мутантных фагов осуществляет функцию, которую не в состоянии осуществлять второй мутант. Такие два мутанта называют комплементарными. С другой стороны, если в такой дважды инфицированной клепсе потомства фагов не возникает, то это означает, что оба мутанта не способны осуществлять одну н ту же функцию. Комплементацнонный анализ гП-мутантов легко проводится с помощью так называемого зроптеста.
Клетки, инфицированные гП-мутантом с множественностью О,! (примерно один фаг на десять бактериальных клеток) смезпиваются с теплым расплавленным агаром, и смесь наносится на поверхность питательной среды в чашке Петри. Когда агар затвердевает, на его поверхность капают несколько капель среды, содержащей другой гП-мутант. В месте падения капель некоторые клетки инфицируются обоими мутантами. Если при этом происходит комплементация, то в инфицированных клетках возникает потомство фагов обоих родительских генотипов (а также рекомбинантных генотипов).
Это потомство инфицирует затем все остальные бактериальные клетки в покрытом каплей участке и убивает нх. Таким образом, комплементация проявляется в лизисе бактерий на месте капли (рис. 6.7). Результаты комплементационного теста показывают, что все гП-мутации, за исключением некоторых делеций, распадаются на Лве группы, обозначаемые как А н В.
Следовательно, гП-фенотип может быть обусловлен утратой одной из двух генетических функций, А илн В. Например, принаддежащий группе А мутант 104 не дает потомства прн одновременном заражении с мутантами 47, 101 и 106 (рнс. 64) и дает гютомство при совместной инфекции с фаговыми мутантамн из группы В, например 51 и !02. Делеции, которые не могут быть отнесены ни к одной из этих групп, включают в себя на генетической кар~с границу между этими двумя группами комплементации и потому утрачивают обе функции. 167 6, Толкал структура гена А'Н Потомство отсутствует Потомство фатов Вывод: мутации А и В относяжя к разным генам Рис. 6.6, Положительный (мутанты А и В) и отрицательный (мутанты В и С) ответы при постановке комплементационного теста между басовыми мутан- тами.
Одновременное заражение ненермисснвных условиях Вывод, мутации В и С относятся к одному и тому же гену Организация и передача генетического материала Рнс. бд, Комплементацнонный тест между парами г11-мутаций фага Т4. Пять прозрачных пятен указывают на комплементанню. В шестом секторе комплементацнн нет. Цистрон Использованный Бензером тест на комплементацию оценивает функциональные отношения между мутациями, находящимися в траис-конфигурации (рис. 6.8).
Если две мутации принадлежат к одной группе комплементации и находятся в транс-положении, то они не комплементируют и потомства не возникает. С другой стороны, если эти же две мутации находятся в цис-положении, то потомство образуется. Например, если бактериальную клетку штамма К(г.) одновременно заражают двойным г11-мутантом и фагом Т4 дикого типа, то образуется потомство обоих генотипов. Фаг дикого типа осуществляет функции, необходимые для успешной репликацнн как генома дикого типа, так и мутант- ного генома. Если же две мутации относятся к разным группам комплементации, то и в цисп и в транс-положениях они проявляют одинаковый фенотнп: потомство возникает в обоих случаях.
Фенотипическое различие между цис- и транс-конфигурациями двух мутаций служит основой для генетического теста на общность функции, аналогичного цис-транс-тесту, впервые использованному Эдвардом Левисом при исследовании функциональных взаимоотношений псевдоаллелей различных генов дрозофилы, Например, мутации 5гаг($) и азгего)а(азг) определяют форму н строение глаз дрозофилы. Первоначально считалось, что этн мутации аллельны, поскольку в мейозе они б.
Тонкая сглрукгпура гена 169 Мутьпнн ь рьзиых группах комддементьпии Мутации в одной и той жь группе комплементации Х ! ! Штамм ! ! Х 1 ! Штамм! агапа Штамм 2 ! Х ! Штамм 3 Результат: дикий фенотип Результат: мутантный фенстип ! Х Х ! ! Штамм 1 — 2 ! Х Х ' Штамм 1 — 3 Дикий тип ! ! Д й сн Результат: дикий фенотип Результат: дикий фенотип Рис. 6.9. Применение лис-тнранс-теста к двум мутациям лрозофилы, затраги- вающим строение глаза: 51дг(5) и щгегоы)пп). Гетерозигота 51* 6 обладает доминаитным мутантным фенотипом, так как один ген дикого типа в ди- плоилном наборе не обеспечивает нормальную функцию. Слева изображена муха с генотипом 5азгг'+ ф, справа — 5+ /иш+. поскольку фенотипы, со- ответствующие лвум указанным генотипам различны, можно сделать вывод, что эти мутации по-разному воздействуют на одну и ту же функцию.
1т.емгз Гь В. 119511. Сойй 5рппй Нагбог бутр. (1папг. Вто1., 16, 159.1 Рис. 6.8. Пис-транс-тест как пример комплементационного теста гП-мутантов. Если фенотипическое проявление пары исследуемых мутаций различно в виси транс-положениях, то этн мутации затрагивают одну и ту же генетическую функцию. Если же фенотипы тождественны, то затрагиваются разные генетические функции.
170 Организация и передача генетического материа»а всегда расщеплялись. Мутация авг обозначалась как вгаг-рецессивная (в), чтобы указать на ее аллелизм по отношению к Ягаг-доминантной мутации (5). Однако тщательное исследование потомства от самок с генотипом а)Яо/+ вс, подвергнутых возвратному скрещиванию с самцами аЬйо7аЬйо, показало, что изредка при этом могут возникать потомки дикого типа в . Частота возникновения таких особей составляет около 1:10000, и во всех случаях они оказались рекомбинантными по фланкирующим (расположенным по обе стороны от этих мутаций) маркерам а1(агйш!евз) и йо.
Генотип таких особей + + )га7аЬпо. Существование такого рекомбипантного потомства свидетельствовало о том, что мутации 5 и в расположены в разных точках хромосомы, причем Я слева от а Чтобы отразить этот факт, пришлось маг-рецессивную мутацию переименовать в авгегоЫ. Однако, поскольку обе мутации оказывают сходное влияние на фенотип, вопрос об их функциональных отношениях оставался открытым.
Для ответа на него были сконструированы генотипы, содержащие этн мутации в цис-(Базг/+ +) н траисположении (Я+ ам). Оказалось что цис- и транс-конфигурации этих мутаций имеют разное фенотипическое проявление (рис. 6.9), следовательно, обе мутации влияют на одну и ту же генетическую функцию.
Для обозначения таких функциональных отношений между очень тесно сцепленными мутациями был введен термин псевдоалвелизм. Учитывая важность цис-траис-теста для определения функциональной генетической единицы, Бензер предложил шгя обозначения групп комплементации гП-мутацнй термин «цистрон», С тех пор употребление термина «цистрон» в качестве синонима гена (как единицы функции) стало общепринятым.
Картирование гНмутаций с помощью делеций Известно, что при скрещивании мутантов со штаммами, несущими делецин в соответствующей этой мутации области генетической карты, нельзя получить рекомбинантов дикого типа. Этот факт дает в руки исследователей мощный метод анализа, которым Бензер воспользовался для картирования тысяч независимых гП-мутаций. Обдуманно упорядоченный набор делеций, представленный на рис.
6ЛО, делит гП- область на 47 отрезков, определяемых соседними концами различных пар делеций. Для того чтобы новую мутацию отнести к одному из этих 47 отрезков, достаточно произвести чуть больше десятка скрещиваний, при которых фиксируется лишь наличие или отсутствие рекомбинантов дикого типа при посеве на Е. сой К(Х). Эта методика схематически изображена на рис. 6.11. После того как установлена локализация некоторого числа независимых гП-мутаций в определенном отрезке, остается установить лишь их взаимное расположение друг относительно друга, и нет необходимости определять их положение относительно мутаций, локализованных в других участках карты. Построенная таким способом (рис.
6.12) карта тонкой структуры спонтанных гП-мутаций показывает, что эти мутации более или менее случайно разбросаны по генетической карте. Искдючение составляют две «точки», представляющие собой высокомутабильные участки ДИК. 171 б. Тонкая структура гена ! 1364 1' Енбб""" .-' '- --:% .".:ыягс сея Кон. 386 168 ° 1993,...... + . Ф .~м™мЧ 1695 .:сяиябяяхисцяясяс угциясчь ~ с чос1~ '~~'"яя рт!53 Н$8 ясен яяцяяли Рэячсяэсямяссчс!ья -ягооя мз»<сссс 250 * Сзз '----..
221:;"'»" , ' !З68 !5$9 яц'. я с:;:.=.:,:-:Ле-;.: РВ2 30 сяаяьяоясюаиг~ сьб ,'164.ч~. 196: ж 1299 ... аа-Зз .„,, „ 187 151!9: зз нн гм г.мга!<ьь г юь ьо<М о о; с»тх ос.,ссьл о « « « « « « « <« « « с« « <рк « « « « <!сомике м сссс сссс :ь'.со' о;,ж '", м<<т~ ',, м<.-1ь,о, ж < , 'ь „; м~ Ь < — В.цисгроя — ь А -цист роя— Эта карта демонстрирует важный факт, что гП-мутации, приводящие к утрате функции, т.е. к одному и тому же фенотипу, могут происходить во многих различных точках цистрона. Ясно, что число возможных аллелей гП очень велико.
На реальность более глубокой дифференциации тонкой генетической структуры указывает тот факт, что спонтанные точечные мутации, расположенные в разных частях карты, ревертируют к дикому типу с различными и характерными для каждой мутации частотами. Следовательно, природа этих различных спонтанных мутаций, обусловливающих один и тот же фенотип, не может быть одинаковой, Сравнение карты спонтанных мутаций с аналогичной картой, построенной для мутаций, индуцированных специальными химическими мутагенами, показывает, что участки повышенной мутабильности в этих картах расположены в разных местах, котя и специфичны для каждой из них (рис, б.!2).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
