Современная генетика. Том 1. - Айала Ф.
Скачать (прямая ссылка):
определено.
8. Бактериальный геном
249
lac
...4
pro
20
/
22
ade
/
\
\
Рис. 8.16. Генетическая карта lac-oбласти E. coli.
печатанных на чашки с питательной средой, позволяющей идентифицировать
различные фенотипы Lac. Самый многочисленный класс рекомбинантов,
полученных в этих скрещиваниях, позволяет определить расстояние на карте
между ade и lacZ. В шестом скрещивании это расстояние оценивается в 22
единицы, в реципрокном седьмом скрещивании-в 26 единиц; такое
соответствие можно считать удовлетворительным. На рис. 8.15 схематически
изображены кроссинговеры, необходимые для возникновения рекомбинантов
этого и других типов, представленных в табл. 8.3. Рекомбинанты классов В,
С и D, полученные в скрещивании 6 (рис. 8.15), позволяют сделать вывод,
что lacl лежит между lac Z и ade, поскольку четырехкратный кроссинговер,
в результате которого образуются классы С и D, должен происходить много
реже двойного. Сравнение классов С и D с классом В показывает, что по
аналогичной причине lacZ должен лежать между lacl и lac К Реципрокное
скрещивание 7 подтверждает установленную в скрещивании 6
последовательность расположения генов. Полученные в этих скрещиваниях
частоты четырехкратного кроссинговера свидетельствуют о существовании
высокой отрицательной интерференции (см. гл. 14). На рис. 8.16 изображена
рекомбинационная карта, построенная по данным, приведенным в табл. 8.3, и
другим данным, полученным при использовании в качестве маркера аллелей
локуса pro.
Сопоставление физической карты, полученной методом прерванной конъюгации,
и генетической карты, построенной на основании данных о частоте
рекомбинаций, показывает, что 1 минута продолжительности конъюгации
соответствует 20 единицам генетической карты. Полная длина хромосомы Е.
coli составляет 100 минут или 2000 единиц генетической карты. Одна
единица карты соответствует примерно 1600 н. п. Очевидно, что
рекомбинационное картирование удобно лишь при малых расстояниях между
исследуемыми локусами, поскольку маркеры, удаленные друг от друга более,
чем на 3 минуты, расщепляются практически независимо, т. е. ведут себя
как несцепленные гены.
Результаты, получаемые при рекомбинационном картировании мерози-гот,
желательно подтверждать реципрокными скрещиваниями, как это делалось в
случае скрещиваний 6 и 7. Однако создание штаммов Hfr и F ", необходимых
для проведения реципрокных скрещиваний, часто дело непростое, и в
большинстве случаев рекомбинационное картирование у Е. coli производится
другим методом, а именно, с использованием ме-розигот, возникающих при
трансдукции умеренным бактериофагом Р1.
После того, как Р1 инфицирует чувствительную клетку Е. coli, развитие
может пойти либо по литическому пути, что приводит к появлению
Трансдукционное картирование
Организация и передача генетического материала
потомства фага, либо по пути лизогенизации. При образовании фагового
потомства в головки зрелых частиц с помощью механизма, обеспечивающего
заполнение головки Т4 максимальным количеством ДНК, упаковываются
молекулы ДНК Р1 протяженностью примерно 105 н.п. В отдельных фагах
последовательности нуклеотидов представляют собой циклические
перестановки друг относительно друга. Иногда, однако, в головку фага
вместо его собственной ДНК упаковывается фрагмент хромосомы клетки-
хозяина, разрушенной в процессе лизиса. Частота образования таких
дефектных фаговых частиц составляет около 2:1000 потомков фага. Дефектные
частицы фага, содержащие ДНК Е. coli могут быть выявлены посредством
генетического анализа при наличии в ДНК Е. coli генетических маркеров.
Например, если клетка thr ~ "инфицирована" фагом, содержащим фрагмент ДНК
Е. coli с геном thr+, то ген thr+ может включаться путем рекомбинации в
хромосому бактерии. В результате образуется прототрофный рекомбинант,
способный к росту в отсутствие треонина (рис. 8.17). Фаг Р1 осуществляет
общую (неспецифическую) трансдукцию; это значит, что он способен
переносить любые гены бактерий. Такие фаги следует отличать от
специфически трансдуцирующих фагов (к ним относится фаг А.), которые
переносят лишь те бактериальные гены, которые локализованы неподалеку от
сайта интеграции профага.
Когда фаг Р1 размножают на клетках thr + leu+ aziR, и затем полученным
препаратом фага инфицируют реципиента thr ~ leu ~ azis, то лишь 3% от
рекомбинантов типа Thr+ обладают также фенотипом Leu+, и ни один из них -
фенотипом AzR. Однако, если отбирать рекомбинанты типа Leu +, то 50% из
них составляют AzR. Следовательно, leu + более тесно сцеплен с aziR, чем
с thr +, и гены, по-видимому, расположены в последовательности thr + leu
+ aziR. Частоты совместной транс-дукции (котрансдукции) соответствующих
маркеров можно использовать для определения степени их сцепления. Тот
факт, что лишь 3% трансдуцирующих фагов thr+ содержат также ген leu +,
указывает на то, что эти гены столь удалены друг от друга, что редко
оказываются вместе во фрагменте ДНК, попадающем в головку фага Р1. На
