Айала, Кайгер - Современная генетика - т.1 (947304), страница 33
Текст из файла (страница 33)
Это в свою очередь свидетельствует о существовании еще более тонкой структуры генетического материала. При картировании мугаций, полученных всеми возможными способами, установлена принадлежность 200 мутаций гПА-цистрону Рис. 6.!О. Делеции, концы которых делят область гП на 47 сегментов. Семь больших делеций, изображенных в верхней части ри- сунка, позволяют разбить область на семь частей. Остальные лелеции делят каждую из этих частей на более мелкие участки. Концы, обозначенные вырезом, не использовались при определении границ участков. Указаны границы цистронов А и В. 1Венгег В !1Яб!). Ргос. !Чаг!.
Асад. Ес!., !7ЕА, 47, 403.1 Организация и передача генетического материала 172 П с ООО 1- си ОО~О < А си АЗЬ2 " ЬЬЗХШ:Н ВХЗХЗХЬ ьс й " Вз:ЕШЛ О О ООМ А5Ь "' Б:33223 А5с2 Аби1 Яби2 "' ЕХ!ХСЗ Абс Абг В1 Вг вз В4 В5 ' ВЗХ".Хгв Вг Яги А2Ь А2с ЯЪ1 А2с АЗЬ А22 Я211 А2Ь2 АЗЬЗ Ази-1 Язс Азс Язг АЗЬ Азс А4и А4Ь А4с "ВХОД~В *" Ало Я 41" А 42 о о 1 1 1 1 1 1 1 1 1 б. Тонкая структура гена !272 !241 25 РТ! РВ242 А!05 638 Контроль 1011 (сегментА1)1!!!ах4 ®В 1Ю ВВ ~ЯЯ$$® 1Я~ -' "'М (сегментА2) " эя ':М ЮВВ '$9$6$ ~ ввиьй (сегментА!)йьй.
э $ш!)й ';::-':::41 жжик)Ю фф®$ ".ьхч4 Р!б, эь (сегментА4)йэ'Пхя $ф;!:,:, ' э ."','.,: ' ®~Я® Я® ~,":.-'',.~';. 2 548 (сегментА5),, ! ..";:,эт )яжЗП) '" .'Ф ' я.й ', твжвйз 1®,'," 6!б (сегментА6) )г )4ь й"!~4 ф',:;:ф Зхйв!48 ~ )Я:;.:э!эх !Внхф Яф „' 326 (сегмент В) ' 1!': -' .. „Ф'"(с(к .';-:;: '. ) '",:"-"гУ йа)чйув Гп'; '. 4ь ' -"эй Контроль и 108 мутаций гПВ-цистрону.
В настоящее время известно, что протяженность гПА составляет !800 нуклеотидных пар, а гП — 850. Малое количество мутаций во многих участках карты и много меньшее общее число мутаций по сравнению с числом нуклеотидных пар наводит на мысль о том, что область гП еще далеко не до конца исследована. Кроме того, многие мутации могут оставаться невыявленными в силу того, Рис. 6.11.
А. Два последовательных этапа локализации новой гП-мутации в одном из 47 участков карты гП-области. Прежде всего мутант скрещивают со штаммами, несущими делеции «большой семеркиэ, изображенной на рис. 6.!О. Число 0 в горизонтальных пря- моугольниках слева означает отсутствие выя- вленных рекомбинантов, число 1 -присут- ствие рекомбииантов. Число нулей опреде- ляет номер крупной части области, к кото- рой принадлежит мутант. Затем мутант скрещивают с каждой из делсций, разбиваю- щих большой сегмент, в которой он локали- зован, иа более мелкнс участки. Результаты, получаемые таким образом для различных мутантов, представлены в прямоугольниках, приведенных справа.
Число нулей в строке в этом случае определяет более мелкий уча- сток, которому принадлежит мутация. Б. Ил- люстрация результатов, полученных при ис- пользовании метода быстрого выявления ре- комбинаитов дикого типа, предложенного Бензером. В начале опыта 0,5 мл культуры Е. сой В (пермиссивного хозяина) заражают фатами двух линий; содержащей стандарт- ную делецию н исследуемую мутацию.
На каждую клетку при этом должно приходить- ся примерно по пять фаговых часпш. После того как время, необходимое для адсорбции фага пройдет, капли культуры наносят иа полоски стерильной бумаги и раскладывают эти полоски на поверхности чашек, за- сеянных Е. сой КХ (рсстриктивный хозяин). Есчи в инфицированных клетках возникли рекомбинанты дикого типа, то они зара- жают и яизируют клетки Е. со!!К(х). В ре- зультате участок, покрытый полоской бума- ги, становится прозрачным.
Отрицательный результат означает, что доля рекомбинантов составляет менее 10 э % от всего потом- ства фага. Появление нескольких прозрачных бляшек на месте пустой бумажки †следств реверсии к дикому типу в результате точеч- ной мутации. [Веяхег 5. (1961). Ргос. )паз!. Асаб. Бс!., ))БА, 47, 405.! Организаиия и передача генетического материи,ш 175 б. Тонкая структура гена что возникающие при этом генетические изменения никак не проявляются фенотипическн.
Вырожденность генетического кода (см. гл. 12) означает, что замены некоторых пар нухлеотидов не приводят к заменам аминокислот в белках, кодируемых соответствующим цнстроном. Ясно, однако, что число точек (сайгон) на карте области г)1, мутации в которых приводят к изменению в фенотипе, составляет значительную часть от общего числа нуклеотидных пар в этой области. Предельная разрешающая способность рекомбинационного анализа Мутации гП дают возможность оценить предельную разрешающую способность рекомбинационного анализа. Как уже упоминалось выше, посев фаза на Е. спй К(7.) дает возможность выявить единственный рекомбинант дикого типа гП из 10" гП-фаговых частиц.
Следовательно, в соответствии с уравнением (6.1) теоретически минимальное расстояние между двумя соседними различимыми мутациями гП должно составлять 0,0002 (2 10з/10е = 2 1О 4). Однако минимальное наблюдаемое на карте расстояние между соседними гП-мутациями составляет около 0,02 единиц (см. рис, 6.4). Меньшие расстояния не обнаружены, несмотря на высокую чувствительность системы. Эта оценка минимально возможного наблюдаемого расстояния между мутациями на карте хорошо соответствует получаемой из предположения, что минимальной единицей рекомбинации служит пара нуклеотидов.
Хромосома фага Т4 содержит 1,8.10з нуклеогидных пар и имеет ддину 1500 единиц. Таким образом, величина 0,02 единицы соответствует приблизительно двум парам нуклеотидов. Поскольку это лишь грубая оценка, то естественно предположить, что к рекомбинации способны мутации, локализованные в соседних парах нуклеотндов. Это было убедительно подтверждено при исследовании карты тонкой структуры гена ггрА. Следовательно, точечные мутации, не дающие при скрещивании рекомбинантов дикого типа, вернее всего представляют собой независимые изменения одной и той же пары нуклеотидов. Уточнение генетической терминологии Анализ тонкой структуры области гП позволяет дать строгие определения различным понятиям, ранее объединявшимся широким термином «ен.
Как уже говорилось выше, единица генетической функции была названа Бензером ппстроном и определена с помощьнз г)исмпранс-теста; цистрон-это синоним гена. Единица генетической изменчивости, кото- Рис. 6.12. Карта тонкой структуры области гП, построенная изображенным на предыдущем рисунке способом. Каждый белый квадратик соответствует независимой спонтанной мутации. Упорядочение последовательности мутаций внутри каждого из 47 участков основано на дальнейших скрещиваниях между этими мутантами. Отчетливо видны две главные «горячие точки» спонтанного мутирования. Каждый серый квадратик со- ответствует мутации, полученной под дей- ствием азотистой кислоты, а каждый цвет- ной квадратик-мутация, индуцированная 5-бромурадилом.
(йепгег 5. (1961). Ргос. 1'1а1!. Асаб. Ьсй, 175А, 47, 403.1 (76 Органиэаг/ия и передача генетического лсатериала рую Бензер назвал мутоном;это минимальная единица цистрона, способная мутнровать; мутон строго тождествен одной паре нуклеотицов в ДНК. Единица генетической рекомбинации, которую Бензер назвал реконом, также представляет собой пару нуклеотидов.
Теперь можно более точно определить также термин аллель. В каждой точке ДНК гена возможны четыре истинных аллеля АТ, ТА, ОС, СО. Эти вплели никогда не рекомбинируют друг с другом (один из них можно принять в качестве дикого типа). Если внутри гена мутацией затрагиваются различные нуклеотидные пары, то две формы гена называются гетероаллелями (или псевдоаллелямн). Гетероаллели мокнут рекомбинировать друг с другом, образуя новые рекомбинантные атлели (в том числе аллель, который может быть определен как дикий тип). Гетероаллели можно отличить друг от друга посредством рекомбинационного анализа.
Однако комплементационный анализ, различающий лишь функциональные единицы, как правило, не дифференцирует гетероаллели и истинные вплели. Общее число истинных аллелей и гетероаллелей, возможное для данного гена, является функцией величины этого гена: если число пар нуклеотидов, составляющих ген, равно и, то число аллелей 4". Комплементационный анализ у высших зукариот С гетероаллельностью у высших эукариот мы впервые столкнулись в гл.
2 при обсуждении доминантности или рецессивности аллелей гена, определяющего окраску меха у кроликов. Комплементационный тест позволяет анализировать мутации, затрагивающие сложные фенотипы высших организмов. Рассмотрим две рецессивные мутации томатов: г)геаг~'(г() (карликовость) и риЬехсеш (р) (опущенность плодов). Нормальному фенотипу соответствует высокое растение с гладкими плодами. Являются ли эти мутации аллелями одного генау А рйоп' можно было предположить, что у этих двух мутантов затронуты различные генетические и физиологические функции. Для того чтобы определить, затрагивают ли Ы и р одну и ту же генетическую функцию, можно использовать комплементационный тест, При скрещивании гомозигот р/р с гомозиготами г)/гг потомство обладает нормальным фенотипом.
Каждая родительская гамета привносит в зиготу один нормальный ген и один поврежденный. Генотип потомства должен иметь формулу ар " / /а+р. Как мы и предположили вначале, д' и р' — различные гены. В качестве другого примера рассмотрим две независимые рецессивные мутации дрозофилы, обнаруженные разными генетиками и названные галрЬеггу(газ) и ргипе(рп) соответственно. Обе мутации сцеплены с полом и в гемизиготном и гомозиготном состоянии дают практически одинаковый фенотип: глаза темно-рубинового цвета.
Для того чтобы определить, не тождественны ли эти мутации, можно использовать тест на комплемептацию. При скрещивании самок газ/газ с самцами рп/Уу дочерей глаза были дикого типа. Следовательно, эти две мутации должны затрагивать различные генетические функции. Хромосома с мутацией газ одновременно может быть носителем аллеля рп+, а хромосома с мутацией рп — носителем аллеля газ+, поэтому в Е, б. Тонкая структура гека Ряс.
6.13. Мыши с различными генотипами по углокусу: А. + Ч-; В. Т + В. тд, (Рг. уаиаунажа кегко, м1миьнььказеь 1изпГиге оГ Глге Вс1еасеа тонус) самки имеют генотип ри+ /+ гож и эти две мутации могут быть названы комплементарными. Напротив, сцепленные с полом рецессивные мутации шй(ге(ю), арпсоГ(а), седее(с)) и Ьи))(ЬТ), также влияющие на цвет глаз, в гомозиготном и гемизиготном состоянии проявляются по-разному. Прн этом у самок, гетерозиготных по любой паре из этих мутаций, цвет глаз отличается от дико~о типа. Следовательно, каждая из этих мутаций должна затрагивать одну и ту же генетическую функцию, но по-разному. Другими словами, эти мутации не комплементарны друг другу, т.е.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
