Современная генетика. Том 1. - Айала Ф.
Скачать (прямая ссылка):
концентрация бактерий в исходной культуре?
Ту же исходную культуру, разведенную последовательно 1/100, J>Kw, 1/10,
наносят по 0,2 мл на поверхность трех чашек Петри, засеянных фагом Т2. На
чашках выросло 40, 25 и 30 колоний. Какова частота возникновения
устойчивых к фагу Т2 бактерий в исходной 0 культуре?
4.2. Каковы были бы результаты экспериментов Мезельсона и Сталя, если бы
ДНК реплицировалась консервативно? А если дисперсно?
4.3. Некоторые ДНК-фаги, например фХ174, содержат одну кольцевую молекулу
ДНК. Каков, по вашему мнению, механизм репликации их генома? Выделенная
из фага ДНК способна заражать сферопласты Е. coli; однако разрыв даже
одной фосфодиэфирной связи в ДНК де-
зоксирибонуклеазой (фермент, расщепляющий такие связи) лишает молекулу
ДНК инфекционности. Молекулы ДНК того же фага, выделенные из
инфицированных клеток, намного устойчивее к дезоксирибонуклеазе. Почему?
4.4. Синтетический полимер dA/dT (d обозначает дезоксирибозу) - это
двухцепочечная молекула, у которой одна цепь-poly-dA, а вторая-poly-dT;
он характеризуется определенной температурой плавления (Тт). Это
температура, при которой половина нуклеотидов существует в двухцепочечной
форме, а половина-в одноцепочечной. Температура плавления poly-dA/dT
ниже, чем poly-dG/dC. Как вы думаете, почему? Воспользовавшись данными,
приведенными в табл. 4.1, оцените относительные значения Тт для ДНК
человека, Е. coli и §atxina lutea.
?4.5j В районе исследовательской станции'Южного полюса упал метеорит типа
угольного хондрита. С его поверхности выделены вирус, названный Z1, и его
хозяин. Продумайте постановку эксперимента, позволяющего определить, что
является наследственным веществом Z1,
126
Организация и передача генетического материала
Рис. 4.25. Результаты Vi- j?
эксперимента Мезел-сона- Сталя
Перед переносом Через одно в среду с 14 N на среде
белок или ДНК. Продумайте возможные результаты эксперимента в обоих
случаях.
4.6. Установлено, что наследственным веществом вируса Z1 и его хозяина
является ДНК. Для определения
околение Через два 14 N поколения
роста на среде с ! 4 N
способа репликации ДНК клеток хозяина был поставлен эксперимент типа
Мезел-сона-Сталя. Результаты эксперимента представлены на рис. 4.25.
Каков способ репликации?
5
Геном эукариот
Ген-это функциональная единица, часть молекулы ДНК. Полное описание
структуры и организации генов какого-либо организма подразумевает
описание последовательности нуклеотидов в ДНК этого организма. Однако
описание полной последовательности нуклеотидов в молекулах ДНК даже
мельчайших вирусов составляет колоссальную проблему, практически
неразрешимую для молекул ДНК высших организмов. Действительно,
существующее у всех видов организмов генетическое разнообразие
свидетельствует о том, что ни одна последовательность нуклеотидов в
геноме не является уникальной и инвариантной для всех особей вида. Геном
Е. coli состоит примерно из 3,2-106 нуклеотидных пар (н. п.). Ясно, что
даже для такого небольшого генома, как Е. coli, возможно огромное
количество различных нуклеотидных последовательностей. Для каждой
нуклеотидной пары существуют четыре возможности (АТ, ТА, GC, CG), и,
следовательно, число возможных нуклеотидных последовательностей в
генотипе Е. coli составляет 43-2'106 = _ 101,9з-1О<> Число возможных
последовательностей в молекуле ДНК человека, очевидно, много больше этого
огромного числа. Содержание ДНК в гаплоидном геноме некоторых
эукариотических организмов представлено на рис. 5.1. Числа на шкале
показывают, во сколько раз количество ДНК превышает количество ДНК в
геноме Е. coli.
Из сказанного выше становится ясно, почему большая часть современных
знаний о генетической организации ДНК основана на генетическом анализе,,
а не на химическом анализе последовательностей нуклеотидов в ДНК.
Генетический анализ позволяет составлять подробные модели (карты)
генетической организации хромосом. Для многих организмов оказалось
возможным очень точное сопоставление таких гене-
128
Организация и передача генетического материала
Рис. 5.1. Относительное количество ДНК в гаплоидном наборе клеток
различных организмов. За единицу принято содержание ДНК в геноме Е. coli
(3,2-106 нуклеотидных пар). (J. D. Watson, Molecular Biology of the Gene,
3rd ed.,
W. A. Benjamin, Menlo Park, Calif, 1976.)
Позвоночные
Amphiuma (угревидная амфиума)
Protopterus (двоякодышащая рыба)' Tritutus (тритон)
Necturus (протей)
Rana (лягушка)
Bufo (жаба)
Carcharias (акула)
Homo (человек)
Canis (собака)
Equus (лошадь)
Mus (мышь)
Alligator (аллигатор)
Cyprinus (карп)
Callus (дикая курица) Eucinostomus (рыба)
Беспозвоночные Plagusia (краб)
Echinometra (морской Tectrius (улитка)
Cassiopeia (медуза)
Drosophila (плодовая мушка)
Eschericha coli
Высшие растения
Lilium longiflorum Tradescantia ohioensis Vicia faba Vicia pannonica
Vicia grandiflora Anemone tetrasepala Anemone blanda
Anemone parviflora Lea mays Lupinus albus Aquilegia
