Молекулярная биология, избранные разделы - Ашмарин И.П.
Скачать (прямая ссылка):
laidlawii A; 79 — M. laidlawii B; 80 — M. granularum; 81 — M. hominis H-39; 82 — M. agalactiae; 83 — Rickettsia rickettsi; 84 — R. quintana; 85 — Chlamydia trachomatis;
86 — Ch. pslttacl.
отдельных нуклеотидов, а их дублетов. Эта. возможность основана на методе определения соседнего основания, т. е. на введении в состав синтезирующейся ДНК нуклеотидов с Р8 в положении 5' и на последующем ферментативном или щелочном гидролизе, при котором разрывается эфирная связь фосфорила с 5'-углеродом, и Р32 оказывается связанным с соседним нуклеотидом в положении 3'. Всего существует 16 дублетов. Можно рассчитать, какова должна быть доля каждого дублета при случайном их распределении вдоль цепи ДНК с тем или иным нуклеотидным
Рис. 24. Увеличение сблоченности пиримидинов в ДНК в процессе эволюции животных и растений. По оси абсцисс — обратная величина степени сблоченности пиримидинов в ДНК (А. Н. Белозерский, Б. М. Медников, 1971;
Б. Ф. Ванюшин, 1972).
составом. Каждая данная ДНК имеет определенные отклонения действительного содержания каждого дублета от расчетного. Это отражает не случайность, а строгую упорядоченность нуклеотидных последовательностей. Получаются довольно специфичные спектры таких отклонений. Примеры соответствующих гистограмм для далеко и близко стоящих друг к другу организмов приведены на рис. 25 (Subak-Sharp et al., 1966). Их сходство или различие можно рценить весьма объективно с применением статистических методов числовой таксономии и в том числе так называемых коэффициентов сходства. Заметим, что именно применительно к такого рода задачам методы числовой таксономии вполне объективны, ибо сравниваемые единицы действительно заведомо «равноправны», чего нельзя сказать о многих других случаях приложения этих методов (Е. С. Смирнов, 1969). Пример такого сравнения представлен на схеме 11 в виде дендрограммы (Bfellett, 19676). Его результаты очень интересны. С одной стороны, оче-
JSL
К
m
тш
1
видна неправомочность попыток только по этому тесту формировать классификацию всех живых существ. С другой стороны, если рассматривать особо бактерии и вирусы, можно получить ценный дополнительней материал для оценки степени родства, а также
эволюционных связей. .Обращает на себя внимание близость, по этому признаку онкогенных вирусов с животными организмами. Несомненно, однако, что более существенные успехи могут быть достигнуты лишь при использовании этого признака в сочетании с рядом других.
Наиболее совершенный критерий сходства нуклеотидных последовательностей состоит в оценке сплавляемости, молекулярной гибридизируемости генетических нуклеиновых кислот. Сам по себе метод описан в главе I. Здесь будут представлены основные результаты его применения. Естественно, наиболее объективные результаты этот метод дает в том случае, когда оценивается сплавляемость той части
20 г 10 *
10 20 30 40
50
б
20 10 ±0-10 20 30 40
в
20 10 t о ю 20 30
ш.
ш
ТТХ
гя!
Г
УЛУРагл
и.
10 г™ to-^r
10-
20-
30-
ш
т
mi
а
20
10
I
3 т
шм
7 8 Ш |С
5 6 9 10 II 12 I314ira
Щ 'WST
Рис. 25. Гистограммы, характеризующие отклонения в содержании дублетов оснований ДНК разных организмов от значений, основанных на предположений о случайном распределении оснований в молекуле. .
а — ДНК из селезенки человека; б — ДНК из культивируемой in vitro линии клеток; BHK-21; в— из М. lysodei-kticus; г —из М. phlel; д — из Е. coli).
± о-г^
10
2°
ДНК, которая содержит неповторяющиеся нуклеотидные последовательности. У прокариотов такой является практически вся ДНК. У эукариотов ДНК с уникальными последовательностями нуклеотидов после денатурации отделяют, от быстроренатурирующейся части на колонках из гидроксилапатита. Разрешающая способ-, ность метода очень велика и в ряде случаев приближается к чув-
80'1
0,4
0,3
0,2
¦Вирус* SV4o ¦Хомяк
’Вирус полиомы
¦Человек
-Кролик
-Курица
-Бык
-Мышь
Г'ЛОСОСЬ
-Вирус папилломы Шоупа -Вирус папилломы человека
¦Морская звезда -В. escufenta
-P. lividus
•С. borealis
¦Аденовирус 2
-Фаг Т-5
•Фаг Т-4 ¦Фаг Т-2 Фаг Т-6
-Вирус герпеса -Вирус ERP
•Фаг Т*1
Фаг dg
*Е. coli
•A. aerogenes
-Фаг
¦Фаг ф Х174 -В. subtilis
-Н. influenzae
-Вирус псевдобешенства -М. lysodelkticus -М. phlei
•Вирус осповакцииы
-0
УСЛОВНЫЕ ДИСТАНЦИИ МЕЖДУ ВИДАМИ И ГРУППАМИ
*'/ ' Схема И. . . '
Дендрограмма, иллюстрирующая степень сходства ДНК разных организмов, Ьснованная на сопоставлении содержания дублетов оснований с помощью одного из методов
нумерической таксономии (Bellett> 19676).
ствительности серологических методов. Это объясняется тем, что в благоприятных условиях молекулярная гибридизация позволяет различать последовательности* включающие лишь 14—17 Нуклеотидов, т. е. 4—6 триплетов (McCarthy, 1967). Серологические же методы регистрируют различия до уровня примерно пентапептидов, что соответствует тому же числу триплетов. Результаты применения метода иллюстрируются для представителей далекЬ стоящих друг от друга живых существ схемой 12. Кроме того, для различных бактерий и отряда приматов приведены более йодроб-ные данные в табл. 11 и в верхней части схемы 12. Эти примеры демонстрируют очень хорошее соответствие результатов молекулярной гибридизации со всеми накопленными биологией данными
