Современная генетика. Том 2 - Айала Ф.
ISBN 5-03-000495-5
Скачать (прямая ссылка):
(б) продукт гена его фага X
(в) триптофанил-тРНК-синтетаза
(г) триптофан
(д) продукт гена ell фага X
(е) продукт гена loci
(ж) фенилаланил-тРНКРЬе
(з) тРНКРЬс
(и) р-фактор (к) ст-фактор
(л) продукт гена гесА (м) р-галактозидаза (н) сАМР
(о) продукт гена Q фага X (п) продукт гена с! фага X (р) ген 1асО (с) ген
0R фага X
(т) лидерная последовательность trp-one-рона
15.4. Продукция фермента S у Е. coli регулируется генами А, В и С. Гены А
и В действуют в гщс-положении, а ген С-как в цис-, так и в траке-
положении.
(а) Что можно сказать о природе генов А, В и С?
(б) Удается выделить мутанты по генам В и С, характеризующиеся
конститутивным синтезом фермента S. В то же вре-
204
Экспрессия генетического материала
мя любые мутации гена А сказываются только на снижении продукции S-
фермента независимо от условий культивирования. Что еще можно сказать о
генах А, В и С?
(в) Что можно сказать о природе регуляции фермента S, если введение
делеции в ген С приводит к полному прекращению синтеза фермента S?
15.5. Определите фенотип штаммов фага X, несущих мутации в следующих
генах :
int PRE
cl его
ell 0R
cIII N
15.6. Известно, что ген А кодирует диффундирующий продукт, регулирующий
синтез фермента X, а гены Р и S-соответственно промотор и регулятор,
контролирующие ген X. Заполните таблицу и предскажите характер продукции
фермента Х-индуцибельный, неиндуци-бельный или конститутивный.
Генотип Если продукт гена А-репрессор Если продукт гена А-активатор
Гаплоидный
генотип
А~
Мутация в гене А,
приводящая к необ-
ратимому связыва-
нию с S
Р~
S~
Частично диплоид-
ный генотип
A+P+S+X7
A+p+s'X+
A+p+s+x+/
A-P~S+X-
A"P+S+X7
A"P+S+X+
A+p-s+x+/
A-p+s+x-
15.7. Клетки Е. coli, несущие профаг X с температурочувствительной
мутацией в гене с/ [Е. coli Q.c/1')], жизнеспособны в форме лизогенов при
30°, а при 42° лизи-руются и высвобождают фаговые ча-
стицы. Штамм Е. coli (XcPs N~ 0~) при 30° развивается как нормальный
лизоген, иммунный к суперинфекции фагом X. При выращивании этого штамма
на протяжении нескольких генераций при 42° и последующем тестировании на
иммунность при 30° оказывается, что почти все клетки в популяции (99,9%)
чувствительны к инфекции фагом X, лизируются и высвобождают потомство
инфицирующего фага. В то же время клетки штамма Е. coli (XcPs N ~ 0~),
вначале инкубируемые при 42°, а затем при 30°, вновь приобретают
иммунитет к инфекции фагом X при 30° с частотой около 1 % на генерацию.
Основываясь на ваших знаниях о регуляции фага X, предложите гипотезу,
удовлетворяющую этим наблюдениям. Как проверить вашу гипотезу?
15.8. Какой из механизмов регуляции транскрипции, рассмотренных в этой
главе, может быть, с вашей точки зрения, характерен только для прокариот?
15.9. Некоторые мутации, картируемые в гене lacl Е. coli, лишают клетки
способности использовать лактозу в качестве источника углерода. В
частичных ди-плоидах, содержащих аллель lacl+, эти мутации, обозначенные
lacF (признак-суперрепрессия), проявляются как доминантные (то есть
придающие диплоиду скорее мутантный, чем нормальный фенотип). Предложите
гипотезу, учитывающую свойства мутаций 1асР. Ваша гипотеза должна иметь
предсказательную силу. Каковы предсказания, которые можно сделать на
основании вашей гипотезы? Как их проверить экспериментально?
15.10. Первые данные, полученные Жакобом и Моно о рецессивном характере
мутаций lacl ~, вполне согласуются с предположением о том, что ген lacl+
кодирует репрессорную молекулу РНК, которая предотвращает транскрипцию,
взаимодействуя с операторной ДНК с образованием R-петли или связываясь с
операторной мРНК и тем самым блокируя дальнейшую транскрипцию оперона.
Предложите генетические (не биохимические !) эксперименты, с помощью
которых можно было бы установить, является ли /ас-репрессор белком или
РНК.
15. Регуляция экспрессии генов у прокариот
205
15.11. Фаг X, несущий мутацию R ~, неспособен лизировать инфицируемые
клетки, несмотря на то что в них нарабатывается нормальное количество
дочерних фаговых частиц. Однако при инфекции фагом XR ~ клеток,
лизогенных по гетероим-мунному лямбдоидному фагу 434 (см. гл. 7),
наблюдаются лизис и высвобождение потомства XR ~ (фаги 434 не обра-
зуются). Предложите гипотезу, объясняющую это явление, и опыты по ее
проверке.
15.12. Если бы Жакоб и Моно начали работу не с мутантами I ~,
обсуждавшимися в этой главе, а с мутантами I~D, можно ли полагать, что их
выводы о природе регуляции р-галактозидазы оказались бы точно такими же?
Если нет, то чем они могли отличаться?
16
Регуляция экспрессии генов у эукариот
Различные типы клеток эукариотического организма синтезируют ряд
одинаковых белков и в то же время отличаются друг от друга набором
белков, специфичных для клеток данного типа. Кроме того, уровень
продукции каждого белка варьирует в зависимости как от типа клеток, так и
от стадии их развития. Таким образом, следует различать два вида
