Современная генетика. Том 1. - Айала Ф.
Скачать (прямая ссылка):
засеянных Е. coli КА. (рестриктивный хозяин). Если в инфицированных
клетках возникли рекомбинанты дикого типа, то они заражают и лизируют
клетки Е. coli К (А.). В результате участок, покрытый полоской бумаги,
становится прозрачным. Отрицательный результат означает, что доля
рекомбинантов составляет менее 10 ~3 % от всего потомства фага. Появление
нескольких прозрачных бляшек на месте пустой бумажки-следствие реверсии к
дикому типу в результате точечной мутации. [Benzer S. (1961). Proc. Natl.
Acad. Sci., USA, 47, 403.]
и 108 мутаций rllB-цистрону. В настоящее время известно, что
протяженность rllA составляет 1800 нуклеотидных пар, a rllB-850. Малое
количество мутаций во многих участках карты и много меньшее общее число
мутаций по сравнению с числом нуклеотидных пар наводит на мысль о том,
что область rll еще далеко не до конца исследована. Кроме того, многие
мутации могут оставаться невыявленными в силу того,
174
Организация и передача генетического материала
6. Тонкая структура гена
175
что возникающие при этом генетические изменения никак не проявляются
фенотипически. Вырожденность генетического кода (см. гл. 12) означает,
что замены некоторых пар нуклеотидов не приводят к заменам аминокислот в
белках, кодируемых соответствующим ци-строном. Ясно, однако, что число
точек (сайтов) на карте области гП, мутации в которых приводят к
изменению в фенотипе, составляет значительную часть от общего числа
нуклеотидных пар в этой области.
Предельная разрешающая способность рекомбинационного анализа
Мутации гП дают возможность оценить предельную разрешающую способность
рекомбинационного анализа. Как уже упоминалось выше, посев фага на Е.
coli К (А.) дает возможность выявить единственный рекомбинант дикого типа
гП + из 10б г//-фаговых частиц. Следовательно, в соответствии с
уравнением (6.1) теоретически минимальное расстояние между двумя
соседними различимыми мутациями гП должно составлять 0,0002 (2 • 102/10б
= 2 • 10 " 4). Однако минимальное наблюдаемое на карте расстояние между
соседними гП-мутациями составляет около 0,02 единиц (см. рис. 6.4).
Меньшие расстояния не обнаружены, несмотря на высокую чувствительность
системы. Эта оценка минимально возможного наблюдаемого расстояния между
мутациями на карте хорошо соответствует получаемой из предположения, что
минимальной единицей рекомбинации служит пара нуклеотидов. Хромосома фага
Т4 содержит 1,8 -105 нуклеотидных пар и имеет длину 1500 единиц. Таким
образом, величина 0,02 единицы соответствует приблизительно двум парам
нуклеотидов. Поскольку это лишь грубая оценка, то естественно
предположить, что к рекомбинации способны мутации, локализованные в
соседних парах нуклеотидов. Это было убедительно подтверждено при
исследовании карты тонкой структуры гена trpA. Следовательно, точечные
мутации, не дающие при скрещивании рекомбинантов дикого типа, вернее
всего представляют собой независимые изменения одной и той же пары
нуклеотидов.
Уточнение генетической терминологии
Анализ тонкой структуры области гП позволяет дать строгие определения
различным понятиям, ранее объединявшимся широким термином ген. Как уже
говорилось выше, единица генетической функции была названа Бензером
цистроном и определена с помощью цис-транс-теста; цистрон-это синоним
гена. Единица генетической изменчивости, кото-
Рис. 6.12. Карта тонкой структуры области гП, построенная изображенным на
предыдущем рисунке способом. Каждый белый квадратик соответствует
независимой спонтанной мутации. Упорядочение последовательности мутаций
внутри каждого из 47 участков основано на дальнейших скрещиваниях между
этими мутантами. Отчетливо видны
две главные "горячие точки" спонтанного мутирования. Каждый серый
квадратик соответствует мутации, полученной под действием азотистой
кислоты, а каждый цветной квадратик-мутация, индуцированная 5-
бромурацилом. \Benzer S. (1961). Proc. Natl. Acad. Sci., USA, 47, 403.]
176
Организация и передача генетического материала
рую Бензер назвал мутоном,- это минимальная единица цистрона, способная
мутировать; мутон строго тождествен одной паре нуклеотидов в ДНК. Единица
генетической рекомбинации, которую Бензер назвал реконом, также
представляет собой пару нуклеотидов.
Теперь можно более точно определить также термин аллель. В каждой точке
ДНК гена возможны четыре истинных аллеля АТ, ТА, GC, CG. Эти аллели
никогда не рекомбинируют друг с другом (один из них можно принять в
качестве дикого типа). Если внутри гена мутацией затрагиваются различные
нуклеотидные пары, то две формы гена называются гетероаллелями (или
псевдоаллелями). Гетероаллели могут рекомбинировать друг с другом,
образуя новые рекомбинантные аллели (в том числе аллель, который может
быть определен как дикий тип). Гетероаллели можно отличить друг от друга
посредством рекомбинационного анализа. Однако комплементационный анализ,
различающий лишь функциональные единицы, как правило, не дифференцирует
