Молекулярная биология гена - Уотсон Дж.
Скачать (прямая ссылка):
Шестьдесят лет назад весьма привлекательным объектом казалась дрозофила, жизпепный цикл которой длится 14 дней. Однако дрозофила — малопригодный объект для изучения таких фундамента л иных проблем молекулярной биологии, как природа гопов и мехапизм их действия.
В наше время излюбленные объекты генетики — это дрожжи, плесневые грибы бактерии и вирусы Успешное развитие генетики микроор гавизмов началось около 3Ъ лет назад. До того казалось, что мельчайшие размеры делают микробы совершенно непригодными для каких бы то пи бы по генетических исследований. У микроорганизмов нет легко различимых морфологических признаков (таких, как красные глаза дрозофилы), и поэтому исследователи не представляли себе, как можно выявить у них мутации. До 1945 г вообще считалось, что у микроорганизмов нет хромосом, а некоторые биологи склонялись к мысли, что у пих пет даже и генов.
МУТАГЕНЫ КАК ОРУДИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
В раннюю эпох} классической генетики исследователи изучали мутации, возникшие спонтанно Теперь в генетических исследованиях все шире применяются различные агенты, индуцирующие му гации ультрафиолетовые лучи, ионизирующее излучение, определенные химические веще ства. Такие агенты (их называют мутагенами) значительно ускоряют работу по выделению мутантных генов. Долгое время самым мощпым мутагеном считали различные формы излучения. Теперь более популярны хими ческие мутагены так как они болеь. активны н вызывают мутирование ботьшого числа генов При обработке бактерий нитрозогуанидипом мутирует наиример, окочо 1% генов, причем эти мутации по летальны
Ни один го известны v мутагепов не об гадает избирательным дейст-В1н ч все гены под действием данного мутагена мугируют с равной вероят иостыо. Механизм му таiенеза до недавнего времени оставался абсолютно шшяиос/шым Однако сейчас когда уже доказаны генетическая функция ДИК, появилась возможность строить гипотезы о том, как именно дей-«тнуюг различные химические мутагены (подробнее об атом см. в гл 9).
МУТАЦИИ У БАКТЕРИЙ.
ПиЮЛЫЮВШИГ ФАКТОРОВ РОСТА
Интелешиюо развитие генетики бактерии началось после того, как в 1944 г были получены мутантные формы бактерий, утратившие способность синтезировать некоторые необходимые метаболиты Известно, например, что дикий тип Е. coli хорошо растет на среде, в которой единственным нгточникоч углерода служит глюкоза Теперь, однако, получены мутант
Рве 7-5 Выделение мутанта Е. coli, нуле дающегося в определенном факторе роста А. Клетки Е. coli обрабатывают мутагеном (ннтрозогуаниднном) Б Обработанные клетки высевают на богатую агарпзоняпиую сроду на которой выжившие клетки размножаются и образуют колонии Н. В редаах случат к тетки не могут расти на минимальной среде вследствие мутации; нарушившей еннтез какого-либо вещества. Чтобы быстро идентифицировать это вещество (фактор роста), клетки выращивают на минимальной среде добавляя к каждой пробе какое либо одио соединение из тех, которые npncyicTBjioT в богатой среде. Г Большинство клеток нормальна растет на минимальной среча сотер-ьэщс н только неорганические coin и глюкоз>.
1*цц 7-0. Испильзоиашгр потребноеm и опрь деленном фнкторс роста для ^-.яопстращш полового процесса у Е coli. Ihr -— потреб ооить и тр* тшис, 1еп- — потребность в леи шше; mel — потребно! i i в метионине. Ыо — потребность в бмотпне, 1ас+ — способность сбра читать лактозу, lac — про по-собност!' сбраживать лактозу, Т18 — чупствп тельноегь к фагу Tl, Т1' — устойчивость и фагу Т1 Очень маленькая часть клеток принадлежит к Timj iucL+bio+tlii-lLu+. Они ьоэнпкают в результате юнетическои рскомбн начин, что доказывается поведением маркеров iac и Т1 Помимо исходных тнпеж lac Tls и 1ас+Т1г обнарул иваются типы lac Т1г и lac Т1^
ныо штаммы Е coh, способные расти только в присутси кии еще какого-нибудь метаболита {фактора роста). Такого рода мутации были обнару жены еще раньше (и 1941 i ) у гаплоидного opi-атшзма Neurospora crassa (плесневый гриб) Выявить их очень легко: для этого достаточно выра щивачь культуру предиолахаемого мутон п в присутствии определенного метаболита например аргинина, и без него (рис 7 Л). Гпн дейсткцтсдьно произошла мутации, нарушившая биосинтез аргишша, то мутанты будут расти только яри добавлении ллой аминокислоты в среду. Утим методом (с помощью мутагенов) было получено большое число мутантных форм, лишенных способности синтезировать различные соединения
Другой важный тип мутации, используемый в генетике бактерии, —-это мутации, изменяющие устойчивость к тем или иным ядам, например к антибиотикам Известно, что небольшие дозы стрептомицина быстро убпвшот клетки t. coh. Однако иногда (правда очень редко) вовиикают мутанты, устойчивые к стрептомицину (StrR) Возникают также мутанты, устойчивые к фагам Так, например, одна из муташш штамма В Е. coli (кстати, очень часто используемая в различных исследованиях) сообщает ему устойчивость к фагу Т1 Такой мутаит обозначают символом В/1 Соответственно мутанты устойчивые к фагам Г2 и 14. обозначают символами В/2 и В/4 Существуют также мутантные ттттамлш Е coh, неспособные использовать в качестве единственно!о источника yiлерода лактозу, галактозу или мальтозу.
