Льюин (Левин) - Гены - 1987 (947308), страница 16
Текст из файла (страница 16)
Но тут мы сталкиваемся с ограничениями лвух типов. Во-первых, необходим критерий, по которому можно отличить мутанта от дикого типа. Это нужно для того, чтобы не подбирать случайно попавшихся мутантов, а создавать методы их систематического отбора. Простейшим критерием служат видимые изменения фенотипа, например изменение цвета глаз. Другие критерии могут быть установлены путем использования различных методов отбора, например путем подбора таких условий роста, при которых необходимо присутствие илн, наоборот, отсутствие какого-либо фермента.
Возникающая тут проблема связана главным образом с возможностью наличия таких функций, о существовании которых мы не подозревали и поэтому не можем ни увидеть их, ни подобрать к ним селективных тестов. В предельном случае можно предположить, что существую~ гены, чьи продукты не нужны и чье отсутствие не имеет никаких последствий. Как же такие гены обнаружить'? 42 Часть 1. Природа генетической информации Ге ом, иесушин мутеции Делец , слользу ь е е хомплементец о ь х е з Дт. Резуяьтет отр«цеелз ый.
Сяедсветел нс, мут ц я неходится в дел Д2 р зулме стрнттел иыя. Сяедсеетеяызс мутация мечел ся е участке еие, хо орый пере рыезет я оке м д лец»ми Дг Резуя«тет палс тель й Слелсветел о, чтец я «е од тся между левы хоппе деяецнй г 3 Глава 3 ЧТО ТАКОЕ ГЕН? МОЛЕКУЛЯРНАЯ СТРУКТУРА Рис. 221, Метод делецнонного квртнроввнип можно нспользо вать лля локализации точковых мутаций между концами перекрывающихся делений. Если точковел мутаций нс комплсментирустсл „тслсписй, мутпционный свят должен илхолитьсе в прслслвх лслстировенной области. Если точковвл мутация комплсментируст Лслецию.мутвционнмй слит должен лежать вне лслстнровенной области Ервинивеи серию лслсций по их способности комплементироввть точковую мутепию, можно локелизоветь точковую мутацию Вторая трудность касается жизненно важных функций, Мутация в таком гене, вероятно, просто убьет организм.
Для отбора мутантов по их жизненно важным функциям нужно получить условно-летальные мутации. Эти мутации, будучи летальными в одних условиях, либо совсем пе влияют ца жизнеспособность, либо оказывают Хромосома содержит длинную. непрерывную цепь ДНК, вдоль которой располагается множество генов. Мутации, вносящие изменения в последовательность пар оснований, позволяют распознавать различные участки генетического материала. На карте сцепления хромосом расстояния между мутациями представлены частотой нх рекомбинации. Насколько точно генетическая карта соответствует действительной ддине генетического материала? В гигантском масштабе хромосомы генетическая карта достаточно адекватно отражает соответствующую молекулярную структуру. Однако единица карты зависит от относительной частоты рекомбинации, которая может отличаться у каждозо нида. Следовательно, генетические более слабое действие в других условиях, обеспечивающих продолжение жизни клетки.
Другими словами, одна и та же мутантная клетка может быть выращена в двух условиях: пермиссивных, в которых мутанптый фенотип не проявляется, и в непермиссивных, в которых она погибает или становится совершенно больной. Тем пе менее, если гибель наступает не сразу„такие клетки можно исследовать, (В связи с этим следует отметить, что условные мутации не ограничиваются жизненно важными функциями и могут быть обнаружены в любом гене.) Рекомендуемая литература Впервые идея молекулярно-биологического подхода к проблемам генетики была сформулирована в книге Шредингера (5с)угодупдег Е. %!за! В !тте? СатЬПдйе !Зптуегя!у Ргекя, СашЬПдйе, Еп81апд, !945].
[Имеется перевод: Шредингер Е. Что такое жизнь? — Мл ИЛ, 1947.) Воспоминания, посвященные последующему разви тию событий. вклнтчая и открытие ДНК, содержатся в книге, вышедшей под редакцией Кейрнса. Стента и Уотсона (Сайау, 5гепг, Иаыоп, РЬайе апс1 1Ье Ог!8(пя оГ Мо!есц1аг Вю1ойу, Со!д Брнпй НагЬог ЬаЬога!огу. )ч)еуу Ъ'ог1с, 1966). Историческая оценка этого периода дана в книгах Олби (О!Ьу, ТЬе Расй го сйе ГзоцЬ)е Не!тх, Масм!!1ап, 1.опдоп, 1974) и Джэдсона (,Гидвоп, ТЬе Е!8Ь!Ь Гуау оГ Сгеа!юп (КпорГ, (ч)ецз Уог(с, 1978). Интересное обсуждение последних работ по структуре ДНК можно найти в работе Кантора (Сашог, Се11, 26. 293-295, 1981).
О перспективах первых работ с муташтями можно прочесть в спепиальном обзоре Дрейка и Бальза (Гйгаке, Ва!г, Апп. Веу. ВюсЬете 45, !! -37, !976). Исследование горячих точек началось с работы Бензера (Вепгег, Ргос. )ч(аг. Асад. 8с!. 138А, 47, 403 — 416, 1961), а об их соответствии модифицированным основаниям сообщили Кулондр и др, (Сои!оцдге ег а!., )ц(агате, 274, 775 — 780, 1978). Подвижные элементы обсуждаются в главах 36 — 38 данной книги. карты разных организмов нельзя сравнивать между собой. Сопоставление общей длины всех групп сцепления в геноме с содержанием теномной ДНК дает некоторое представление о частоте генетических обменов относитедьно длины ДНК.
Для сравнения можно принять, что 50",;, ед. карты (50 „' рекомбинацизс) соответствуют среднему расстоянию между независимо рекомбинируютцими единицами. Значения для различных геномов сведены в табл. 3.1. У бактериофагов генетические обмены совершаются чрвзввзчайно часто (хотя следует оговориться, что количественные значения частоты весьма приблизительны). Кроме того, орели огромного числа потомков можно об- 3.
Что такое ген? Молекулярная структура 43 'Гнбдпцн 3.1 Частота генетическая рвкпмбнппцпи у эукнрппт пямппгп меньше. чем у прпкарппт Среднее расстояние мсжлу нсвввнспмс рсхсмбнннрую пхнмн единицами (в парах ссппввнпя дНК) ~виды Число пвр сснсввнпй нв ! сд. «врты 1,0 104 1,2 10' 2.5 1Ов 2,5 10' , Бдктсрпофаг (14) Бактерия (Е. сой) Дрожжи (Ь? ссгсс!я1ас) Плодовдя мушка (О. те1ападапег) ~Домовая мьппь (Яя. мияги!их) 200 2 400 5 000 500 000 9,0 10' 1 ВООООО ПРЯМЫЕ ИССДЕЦОВВНИЯ структуры гена Даже у прокариот информация, получаемая от виутрисенного картирования, ограничена природой рекомбинационного акта. На уровне внутригенного картирования частота рекомбинации частично зависит от природы мутаций, использованных в скрещивании, и может в большой степени определяться последовательностью ДНК в данном участке.
Другими словами, здесь вместо илеального свойства независимости аллелей, которое мы обсуждали в гл. 1, проявляется эффект специфичности аллелей. Поэтому наши представления о гене с позиций генетической карты искажаю! ся особенностями рекомбицационных систем. Следовательно, расстояния между мутациями по кар- внаружить рекомбинантов, возникающих с очень низкой часто.юй.
Эти особенности позволяют проводиэь детальное внутригенное картирование. В гл. 1 мы говорили о том, что можно получить рекомбинацию между мутациями в соседних парах оснований. У бактерий частота генетических обменов также велика, и также можно обнаружить рекомбипантов среди большого числа потомков, что позволяет проводить летальное внутригенное картирование. У низших эукариот, таких по крайней мере, как дрожжи, частота рекомбинации остается высокой, но у высших эукариот она резко снижается (в сто раз).
Пока еше мы не располагаем достаточной информацией, чтобы оценить диапазон значений частоты рекомбинации для высших эукариот, но на двух примерах (плодовая мушка и домовая мышь) можно проиллюстрировать трудности, возникающие при детальном генетическом картированни. Предположим, что ген плодовой мушки имеет длину в 5000 пар оснований. Это соотвеэствует 0,01% рекомбинации (принимая, что 2,5 !О' пар оснований сооэ.ветсгвуст 50;;, рекомбинации). Таким образом, чтобы обнаружить рекомбинацию между мутациями, локализованными на противоподожных концах гена, нужно найти 1 рекомбинаптну!о муху среди 10000 потомков. При таких условиях внутригенное картирование у плодовой мушки едва ли возможно.
В отношении мыши это совсем не практикуется, поскодьку частота рекомбинации еще ниже, а количество потомков от одного скрещивания меньше. Следовательно, картирование на уровне гонкой структуры возможно только у прокариот и, вероятно. у низших эукариот. Таким метолом нельзя получить информацию об организации сена у высших эукариот. те не обязательно соответствуют разделяющему их рассюянию на ДНК. Использование рассмотренного подхода ограничено, кроме того, доступностью мутаций.
Пустые промежутки на генетических картах могут на деле соответствовать участкам генома, в которых просто не обнаружено мутаций; кроме того, они могут быль следствием локального увеличения частоты рекомбипаций. Нет основания думать, что у эукариот положение было бы иным. есди бы удалось провести внутригенное картирование. Таким образом, и по теоретическим соображениям, н по практическим причинам необходим другой источник информации.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
