Молекулярная биология гена - Уотсон Дж.
Скачать (прямая ссылка):
Рис. 10-7. А. Электронная микрофотография гетеродувлекса, образовавшегося между цепью 1 фага "к а цепыо г фага >.Ь2Ь5. В. Рисунок, поясняющий электронную микрофотографию гстеродуилекса. Фаг UKb5 содержит делецито Ь2 и гете-рвлошчный участок Ь5, который ие может спариваться с соответствующим ему участком фага t (Westmoreland et al., Scienco, 163, 1343, 1969)
Б
Гиктическая карта
t-FVG H К I_______J
I /
!' /
| J / / fl / /
II ii \ txo P N С О Г (j S R
10 20 30 40
Рве. 10-8 Сравнение рекомбинационной карты фага X с его истинной физической нартой. Рекомбинационная карта составлена па основании данных, полученных Амати и Мсзсль-
сохгом (Amati, Meselson, Genelics, 51, Л69, 1965). Физическая карта составлена Шибаль-ским (Висконсииский университет).
исследовании их с помощью электронного микроскопа ничем пе отличаются от молекул, не подвергавшихся нагреванию.
Однако если ренату рация происходит между нормальной ( цепыо и (—)-цеиыо, содержащей делецшо, водородные связи пе могут образоваться па участке ( )-цепи, комплементарном утраченному в результате дслеции участку (—)-цепн. Этот участок ( -J- )-цепи обра-
зует одноцепочечную петлю, выступающую из молекулы, которая в основном является двухцепочеч ной (рис. 10-6). Такие нет л и легко обнаруживают с помощью электронного микроскопа (рис. 40-7). Это г метод позволяет точно локализовать большое число различных делецнй в молекуле ДНК фага к Если полученные таким образом данные расположить параллельно генетической карте хорошо изученного и этом отношении фага к, то мы получим картину, изображенную на рис. 10-8. Из нее следует, что между генетической картой и действительной физической структурой ДНК наблюдается даже большее соответствие, чем можно было предпидеть заранее. Таким образом, данные, полученные при среднем разрешении, которое дает электронный микроскоп, свидетельствуют о гом, что па всем протяжении молекулы ДНК кроссинговер может происходить приблизительно с равной вероятностью. Однако имеются и исключения из этого правила, что можно видеть на рис. 10-8. Поэтому необходимо с осторожностью оценивать результаты опытов по генетической рекомбинации.
ГЕН СРЕДНЕЙ ВЕЛИЧИНЫ СОДЕРЖИТ ОТ ООО ДО 1500 ПАР НУКЛЕОТИДОВ
It этому заключению можно прийти несколькими путями. Наиболее цростои состоит в том, чтобы сопоставить число нуклеотидов в хромосоме с числом содержащихся в ней генов. У бактериофага 14 описано к настоящему времени свыше 100 генов; мол. вес хромосомы этого фага равен 120 10е. Следоватечьно, мол. вес его гена равен в среднем 1.2-10® Это, очевидно, керхний предел, так как вполне возможно, что довольно значительное число генов фага Г4 еще не обнаружено. В хромосоме фага к картировано 40 генов. ДИК этого фага имеет мол вес 32-10°, поэтому у него нерхштм пределом для среднего размера гена будет величина 0,8 •10е.
Приблизительно такие же величины дают эксперименты по составлению генетических карт. Известно, например, что ген rllA фага Т4 занимает около 1% всей длины хеттетической карты (рис. 10-1). Если лто средний размер, то хромосома данного фата содержит, очевидно, около 100 генов Точность этою определения зависит от того, насколько справедливо принятое нами допущение, что вероятность кроссинговера одинакова па всем протяжении хромосомы Если ото допущение неверно, то области, в которых кроссинговер происходит чаще, окажутся на генетической карте как бы «растянутыми» по сравнению с областями, тождественными нм по своим физическим размерам, но отличающимися от них более низкой частотой кроссинговера.
Болес обоснованным является первый (приведенный выше) ход рассуждении с той, однако, оюворкой, что еще не все iены фага Т4 и фага к известны Можно ли примерно оценить истинное их число по той скорости, с какой сейчас поступают сведения о вновь открытых генах^ Скорость эта неуклонно снижается (особенно для фага Я.), можно думать, что общее число всех генов обоих фаюв примерно вдвое больше, чем то, которое нам известно. Если это так. то придется считать, что мол вес среднего по размеру гена для различных организмов колеблется в пределах 0,5 -10е — 1 10е Поскольку мох. вес одной пары нуклеотидов слегка превышает 600, это означает, что гехх состоит в среднем из 900—1500 пар нуклеотидов, расположенных в линейной последовательности.
КРОССИНГОВЕР ВКЛЮЧАЕТ РАЗРЫВ И ПОСЛЕДУЮЩЕЕ ВОССОЕДИНЕНИЕ МОЛЕКУЛ ДНК
До недавнего времени молекулярные основы процесса кроссииговера не 5 давалось попять даже в самых общих чертах Классическое представление о кроссинговере, развитое на оспове цитологических наблюдений в 30-х годах, сводилось к тому, что в процессе мейоаа хрома'»иды скрученных и спаренных хромосом иногда разрываются под влиянием напряжения, вызванного сокращением. Возникшее напряжение устраняется благодаря тому, что разорванные хроматиды воссоединяются не в прежнем порядке, а крест-накрест В результате вместо четырех родительских хроматид появляются две родительские и две рекомбинантные (рис. 10-9). Согласно этой модели, рекомбинация происходит после того, как удвоение хромосом завершится, т. с. на стадии четырех хрома гид. В1955 г., когда обнаружилось, что кроссииговер может происходить внутри гена (в то время уже знали, что геп представляет собой молекулу ДПК), эта гипотеза потеряла популярность Дело в том, что прппяше ее наталкивается па одну трудность. Приходится допустить, что разрывы в двух гомологичных хроматидах происходят на одном уровне. Гели бы это бнло иначе то рекомбинация приводила бы к образованию новых молекул ДПК, отличающихся от родительских ио длине.
