Переключение генов. Регуляция генной активности и фаг - Пташне М.
ISBN 5-03-000854-3
Скачать (прямая ссылка):
Механизмы регуляции
Из того факта, что между размножением фага X и развитием эукариотических организмов можно провести некоторую параллель, не обязательно следует, что в основе развития всегда лежа г одни и те же механизмы На самом деле нам известны механизмы регуляции генов, которые не встречаются у X, и в будущем, несомненно, будут открыты новые механизмы В приложении 3, завершающем эту книгу, высказаны более детальные предположения относительно возможных аналогий между механизмами регуляции генов фага X и высших организмов.
Литература: обзоры
Указанные ниже обзоры опубликованы в книге Hendrix R W , Roberts J W Stahl F W , Weisberg R (eds) Lambda II New York, Cold Spring Harbor, 1983
1 Campbell A Botstem D Evolution of the lambdoid phages, pp 365 381, 1983
2 Echols H Control of integration and excision, pp 75 93, 1983
3 Friedman D Gottesman M Lytic mode of X development, pp 21 53, 1983
4 Heishey A D Dove W Introduction to X, pp 3 13, 1983
5 Weisberg R Landy A Site-specific recombination in phage X, pp 211-251,1983
6 Wulff D Rosenberg M Establishment of repressor synthesis, pp 53 75, 1983 В следующих обзорах обсуждаются различные аспекты регуляции генов в
ходе развития дрозофиты Статьи о регуляции других эукариотических генов приведены в списке литературы к приложению 3
7 Garcia-Bellido A Lawrence Р A Morata G Compartments m animal deve-
lopment, Sci Amer, 241, 102 110 (1979)
8 Gehrmg W J The molecular basis of development, Sci Amer, 253, 153 162 (1985)
9 Kauffman S Shymko R Trabert К Control of sequential compartment for mation m Drosophila, Science, 199, 259 270 (1978)
10 Lewis E В Control of body segment differentiation in Drosophila by the bithorax gene complex In Embryonic Development Genes and Cells, ed M Burger, New York, Liss, pp 269 288, 1982
6*
Глава 4
Откуда мы это знаем? Ключевые эксперименты
В первых нескольких разделах этой главы рассмотрены важнейшие эксперименты, которые послужили основой для существующих представлений о механизмах переключения генов. Далее описаны некоторые эксперименты, иллюстрирующие суть многих рисунков гл. 1 и 2. Более подробное изложение экспериментальных данных можно найти в статьях, указанных в списке литературы в конце этой главы, а также в работах, которые цитируются в этих статьях. В настоящей главе не приведены данные, на которых основаны концепции, изложенные в гл. 3. Ссылки на них читатель найдет в обзорах, указанных в списке литературы.
Гипотеза о существовании репрессора
Мысль о том, что фаг А, кодирует репрессор - молекулу, которая выключает все остальные фаговые гены, была сформулирована французскими учеными Ф. Жакобом и Ж. Моно и их коллегами в конце 50-х-начале 60-х годов. Рассуждения этих исследователей основывались прежде всего на генетических данных, начиная с некоторых простых наблюдений, касающихся роста фага. В данном разделе описаны три группы таких наблюдений и дано их объяснение, основанное на гипотезе о существовании репрессора.
Прозрачные и вирулентные мутанты
Наблюдения
Для наблюдения за ростом фага X поступают следующим образом. Смешивают несколько фаговых частиц примерно с миллионом бактериальных клеток и выливают смесь в чашку с агаром. В процессе роста бактерии образуют газон по всей поверхности агара. Но одновременно с бактериями растут и фаги, и каждая фаговая частица приводит к формированию бляшки, т. е. дырки, в бактериальном газоне (рис. 4.1).
Бляшки, образованные фагами А, дикого типа, мутные
84
(непрозрачные), потому что, хотя по мере увеличения бляшки многие зараженные бактерии лизируются, некоторые продолжают расти на поверхности самой бляшки. Если эти бактерии, выросшие в середине бляшки, переколоть и вырастить, то обнаружится, что они устойчивы к заражению другими фагами X. Такие устойчивые клетки лизогенны: при облучении УФ-све-том они лизируются и дают новое фаговое потомство.
Однако иногда можно наблюдать появление прозрачных (не мутных) бляшек.Каждая прозрачная бляшка образуется под действием мутантного фага X, у которого нарушена способность лизогенизировать клетки, но в остальном он растет нормально. Прозрачная бляшка представляет собой зону сплошного лизиса и не содержит лизогенных бактерий.
В большинстве таких прозрачных мутантов поврежден один из трех генов: cl, ell или сШ. Можно выделить редкие клетки, лизогенизированные мутантными по генам сП или сШ фагами. Изолированные лизогены такого типа стабильны, устойчивы к фагу и индуцируются при УФ-облучении. Однако получить лизогенные клетки, содержащие фаг, мутантный по cl, невозможно.
Мутанты фага X по cl не могут лизогенизировать клетки, при этом, подобно другим прозрачным мутантам и фагам дикого типа, они не способны лизировать клетки, лизогенные по фагу X. Еще один мутант фага X, который обозначается X vir (от англ. w'rulent- вирулентный), растет как на лизогенных, так и на нелизогенных бактериях. Такие мутанты, образующие прозрачные бляшки равно на лизогенных и нелизогенных клетках, возникают в популяции гораздо реже, чем обычные мутанты с прозрачными бляшками. Этот факт позволяет
