Современная генетика. Том 1. - Айала Ф.
Скачать (прямая ссылка):
000) и саркомы Рауса (х 55ООО). Средний ряд: ДНК-вирусы папилломы кролика
( х 65 ООО), оспы ( х 40 ООО) и простого герпеса ( х 140 000). Нижний
ряд: ДНК-бактериофаги Т4 (х 110000), Т7
( х 65 000) и лямбда ( х 65 000) (Prof. Robley С. Wiliams, University of
California, Berkely and Prof. Harold W. Eisher, University of Rhode
Island)1.
1 Здесь и далее в круглых скобках указаны фамилии тех, кто любезно
предоставил свои фотографии,- Прим. ред.
16
Организация и передача генетического материала
Рис. 1.2. Морфология нескольких бактериофагов. Видны различия в сложности
строения. Многие бактериофаги активно используются в генетических
исследованиях.
Несокращающиеся
о
m
Сокращающиеся
ж
Лизис бактерии-хозяина и выход зрелых фаговых частиц А
ДНК хозяина начинает разрушаться. ДНК фага начинает синтезироваться
Белки
с
s'
20 мин В клетке формируются зрелые частицы фага Рис. 1.3. Жизненный цикл
бактериофага. Фаг прикрепляется к клеточной стенке бактерии и вводит в
нее свою ДНК, которая перестраивает метаболизм клетки на синтез фа-
6-15 мин
Белки головки и отростка фага начинают синтези -роваться
говой ДНК и белков. Далее происходит сборка новых фаговых частиц, которые
высвобождаются при лизисе клетки.
1. Введение
17
Г
Рис. 1.4. Различные типы бактерий.
А. Кокки - сферические клетки, одиночные или образующие длинные цепочки.
Б. Бациллы-клетки, имеющие форму палочек. В. Спириллы-клетки, имеющие
форму спирали.
Г. У многих бактерий есть двигательные придатки, называемые жгутиками.
кислоту (РНК), остальные (в том числе многие вирусы животных и бактерий)-
дезоксирибонуклеиновую кислоту. Вирусы могут иметь форму шара, палочки
или состоять из "головы" и "хвоста". Вирусы, вызывающие ящур,-это шарики
диаметром около 10 нм (1 нм = 10 ~6 мм). Вирус табачной мозаики имеет
форму палочки диаметром около 15 нм и длиной 300 нм.
В генетических исследованиях чаще всего используются вирусы бактерий,
известные также под названием бактериофаги (дословно "пожиратели
бактерий") или просто фаги (рис. 1.2). Фаги прикрепляются к поверхности
бактерии и вводят собственную ДНК внутрь клетки, заставляя ее
синтезировать компоненты бактериофага. Из этих компонентов собирается
множество новых бактериофагов, после чего клетка лизируется и новые
фаговые частицы выходят наружу (рис. 1.3).
Прокариоты: бактерии и сине-зеленые водоросли
Простейшие клеточные организмы-это прокариоты (буквально "предъядерные").
К прокариотам относятся бактерии и сине-зеленые водоросли. Диаметр самых
мелких бактерий составляет около 0,1 мкм (100 нм), т. е. они меньше
наиболее крупных вирусов, однако крупные бактерии, имеющие форму палочки,
достигают длины 60 мкм при поперечном диаметре 6 мкм. Бактерии могут
иметь сферическую форму, форму палочек или спиралей (рис. 1.4). Клеточная
мембрана бактерий окружена прочной клеточной стенкой. Их наследственное
вещество заключено в единственной хромосоме, однако ядерной мембраны,
отделяющей хромосому от остальной клетки, у бактерий нет (почему они и
названы прокариотами). У бактерий нет также митохондрий и некоторых
других органелл, характерных для цитоплазмы высших (эукариотических)
клеток.
Некоторые бактерии, например Escherichia coli, обитающая в кишечнике
человека и других млекопитающих, и Pneumococcus pneumoniae -возбудитель
бактериальной пневмонии, активно используются в генетических
исследованиях.
У сине-зеленых водорослей, так же как и у бактерий, есть клеточная
стенка, однако ядерная мембрана и некоторые цитоплазматические органеллы
отсутствуют. В отличие от бактерий сине-зеленые водоросли, как правило,
образуют грозди или нити, состоящие из множества клеток.
Бактерии и сине-зеленые водоросли обычно размножаются простым делением
клетки, которое происходит после дупликации (удвоения) хромосомы.
2-1215
18 Организация и передача генетического материала
Одноклеточные и многоклеточные эукариоты
К эукариотам (буквально "обладающие настоящим ядром") относятся все
клеточные организмы, кроме бактерий и сине-зеленых водорослей. В
эукариотических клетках есть ядерная мембрана, ограничивающая ядро, в
котором находятся по крайней мере две хромосомы. В хромосомах эукариот
ДНК образует комплексы с определенными белками, которые называются
гистонами (см. гл. 4). Кроме того, в эукариотических клетках присутствуют
определенные органеллы и структуры, которых нет у прокариот: митохондрии,
хлоропласты (только в клетках растений), аппарат Гольджи,
эндоплазматический ретикулум и вакуоли (рис. 1.5).
Эукариоты могут быть как одноклеточными, так и многоклеточными. Из
одноклеточных эукариот наиболее часто в генетических экспериментах
используются водоросль Chlamidomonas reinhardi, инфузория Paramecium
aurelia, дрожжи Saccharomyces cerevisiae. Из многоклеточных эукариот
объектами генетических исследований часто бывают грибы Neurospora crassa
и Aspergillus nidulans, кукуруза (Zea mays), плодовая мушка (Drosophila
melanogaster), домовая мышь (Mus musculus) и человек (Homo sapiens).
