Льюин (Левин) - Гены - 1987 (947308), страница 7
Текст из файла (страница 7)
1. Что такое ген? Генетическая точка зрения огненно изменить структуру белка и нарушить его функцию. Если серия мутаций нарушает один и тот же признак, и при этом..располагается рядом на гецстнчег ской-эгалите, эти мутации можно считать множественными аллелями эдного гена. В этом случае можно получить гетерозиготу по двум" 'мутантным аллелям.
Но каким образом отличить множественные аллели от мутаций в генах, тесно сцепленных и затрагивающих один и тот же фенотипический признак? Основной тест, показывающий принадлежность мутаций к разным генам, -это джт иа камшзементацию в гетерозиготе. На практике это сводится к скрещиваийю, в котором оба 'родителя гомозиготньз по разным мутациям. -" Если мутации находятся в одном и том же гене, от каждого родителя в знготу попадают разные мутантные аллели, так что у гетерозиготы будет генотип в котором нет аллеля дикого типа.
Но если мутации лежат в разных генах, родительские генотипы можно обозначить как (пгг + ) и (-» пгг), где каждый имеет аллель дикого типа одного гена и мутантный аллель — другого гена. (Знак плюс используют для обозначения дикого типа.) Тогда у гетерозиготы будет генотип вгг ч+ юг в котором оба роди~ела вместе обеспечивают по «дикой» копии каждого гена. Такая гетерозигота имеет дикий фенотип, а о генах говорят, что онн комплемеитируют друг друга. --Рассмотрим более детально комплементационный тест с помощью рис.
1.14, на котором представлены исследуемые генотипы в двух возможных конфигурациях. При час-конфигурации обе мутации находятся в одной и вюй же хромосоме. При транс-конфигурации они расположены в противоположных хромосомах. Сначала рассмотрим пример, когда мутации лежат в одном и том же гене. Транс-конфигурация соответствует тесту, который мы только что описали. Обе копии гена в этом случае мутантные. При г)ис-конфигурации, однако, один геном производит дважды мутантный белок, а другой — белок дикого типа.
Таким образом, если исследуемые мутации лежат в одном гене, фенотип гетерознготы определяется их взаимным расположением: прн »гранс-конфигурации фенотип — мутантный, а при пас-конфигурации-дикого типа. И наоборот, если мутации лежат в разных генах, их взаимное расположение значения не имеет. Для каждого гена в обеих конфигурациях есть по одной мутантной копни и по копии дикого типа. Из этого следует, что при кис-конфигурации результат не зависит от того, находятся лн мутации в одном или в разных генах. Цис-вариант используют в основном как »г ° типа, по отношению к которому судят о наличии или отсутствии комплементацин при транс-конфигурации). Процелура проверки комплементацни двух мутаций состоит в том, чтобы выяснить, будет ли у транс-гетерозиготы дикий фенотип (мутй1ццг в разных генах) 'ййп-жеыутантный '(мутации в одном гене).
Чтобы выполнить "этот эксперимент с эукариотами, нужно сконструировать соответствующую двойную гетерозиготу; в случае виру- сов достаточно одновременно инфицировать клетку-хозяина мутантами двух типов. Если мутантные гены компле- ментнруют друг друга при транс-положении, то онн, очевидно, детерминируют различные белки и, следовательно, дополняют недостающие друг у друга функции, обеспечивая появление дикого фенотнпа. Пролукты, пополняющие друг друга при вгранс-конфигурации, называют транс-активными.
Они представляют собой, очевидно, днффуйцирунпцне белки, способные действовать совместно, независимо от того, происходят лн они нз одного генома или из разных. Если две мутации не комплементнруют при пгрансконфигурации, то делается вывод, что обе они нарушают одну и ту же функцию. Такие мутации относят к одной группе комплемеитации. При анализе гП-области фага Т4 все мутации распределились на две группы комплементации; в каждой из этих групп мутантные сайты расположились в линейном порядке. Внутри группы гПА и внутри группы гПВ никакие две мутации не комплементировали друг друга, но любая мутация гПА была комплементарна любой мутации гПВ.
Этн данные говорят о том, что гП-мутации соответствуют двум соседним группам комплементации, затрагивающим одну и ту же фенотипическую функцию. Описанный выше метод носит название г)ис,'пграггстест нли тест на комплемеитацию Цункцииональный тест на влдслпзм.сПер.1 С его помощью определяют группу комплементации как протяженную единицу, все части которой должны быть дикого типа и находиться в одной хромосоме.
Единичная мутация в любой части может нарушить функцию. Эта генетическая единица получила название цистрон. Согласно этой терминологии, две мутации в одном и»юм гке цистроне не могучи комплементировать; факт комплементации двух мутаций указывает на их принадлежность к двум разнылг цнстронам. Причиной появления нового термина послужило стремление ввести определения для генетических единиц: единица мутации, единица рекомбинации, единица функции. Исследование гП-системы четко показало, что единицы гг» б»уй К го руемо тот т . ин теггерь обычно считают равнозначным старому термину «ген» и в настоящее время он практически вышел из употребления.
Однако иногда наблюдается исключение из правила, что комплементировать могут только различные гены,. это в том случае, когда ген кодирует полнпептид, прелставляющий собой субъединицу гомомультимерного белка. В клетке дикого типа активный белок состоит нз нескольких идентичных субъединиц. В клетке, содержащей два различных мутантных аллеля, их продукты могут смешиваться, образуя мультимерные белки из субъеднниц обоих типов.
Иногда происходит взаимная компенсация мутаций, н в таком случае белок со смешанными субъединицами може~ быть активен, тогда как белки, содержащие только по одному типу мутантных субъединип„ неактивны. Такое явление называют межаллельной комплемеитацией. Подводя итог, можно сказать, что описанный генетический анализ привел к представлению о гене как о серии после)ховательных сайгон в геноме. Предполагалось, что эта серия сайтов участвует в образовании единичного пгранс-активного продукта, т.е. полипептидной цепи.
Но вскоре мы увидим, что это определение стало уже недостаточно точным. Часть Б Природа генетической информации Пам пыле.каме«гурами абе «олми гене несут ыутецмю. Коыллеыентецнм мет, проявлялся мутантный фекотмл Мутации е одном м тоы же теме Прн оис-канфмгурецмм обе ыуте- цнм мекодлтся е анной колки гена, ярусы комля — дикого тыле. Про«ел«ется дмкмй фе отмл Одна нз копий «еждого геня— дмкого тнле.
Пр гмакодмт «амллементецмя. В результате олс «емф гурецмм а темной не рмаунке грелс«амфмгурецмн яро«елее ая янкмй фенатмл Мутецмм е резнык го ек Рис ЬМ Функциональная единица цистрои определяется с помошью Чисгтранс-тссти Гены дикого типе изображены серыми сплошными оолоскеми; мутации покззены пеетными нертикзльными линиями. Белки дикого типа также покязяны серым цветом, мутантные белки покезнны кори«палым диетам.
При транс-конфигурации обе копии гена несут мутацию. Комплемснтеции нет, прояяпмтся мутантный фенотип. Замечания, касающиеся термино;нм ии Прежде чем мы перейдем к молекулярному анализу гена, рассмотрим терминологию, используемую для описания генетических покусов и детерминируемых ими признаков. Под термином генетический маркер часто подразумевается тот или иной ген, используемый для картнрования или для идентификации конкретного покуса. Можно сказать, например, что клетка несет определенный набор маркеров, т.е. Вллелей.
Буквенные символы генотипа всегда набирают курсивояи фенотип обозначают с помошью тех же символов, но набранных прямым шрифтом. Под термином «дикий тип» подразумевают нормальную активную форму гена, или нормальный фенотип. Для обозначения «днкого типа» можно использовать также знак плюс над названием покуса. Иногда для обозначения аллеля дикого типа ис- При Чнс-конфигуриции обе мутации находятся н одной копии гена, дру- гзя копия-дикого типа. Проявляется дикий фснотиц. Отгнн из копий кзждого гена - дико~о типе Происходит номтгсмснтзция.
В результате и при янс-конфигурзции, и при позззенной ня рисунке транс-конфигурации проявляется мутантный фенотип. пользуют знак «+» сам по себе (без символа соответствуюшего покуса), а покус указывают только для мутанпюго аллеля. Полностью дефектную форму гена (илн отсутствие конкретного фенотипического признака) иногда обозначают с помощью знака минус в верхнем индексе.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
