Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Гуляев Г.В. -> "Генетика " -> 58

Генетика - Гуляев Г.В.

Гуляев Г.В. Генетика — М.: Колос, 1984. — 351 c.
Скачать (прямая ссылка): genetika1984.pdf
Предыдущая << 1 .. 52 53 54 55 56 57 < 58 > 59 60 61 62 63 64 .. 162 >> Следующая

В настоящее время изучено много случаев бактериальной трансформации и во всех из них точно установлено, что изменения признаков происходят благодаря ДНК. Открытие О. Эвери и его сотрудников имело для последующего развития генетики выдающееся значение. Установление связи ДНК с наследственными свойствами клетки положило начало изучению закономерностей наследственности и изменчивости организмов на молекулярном уровне.
ДНК и вирусы. Вирусы представляют собой особую переходную форму между живой и неживой материей. Это внутриклеточные паразиты животных, растений и бактерий. Вирусы, поражающие бактерии, называют бактериофагами, или просто фагами (в
буквальном переводе «фаг» — пожиратель бактерий). Вирусы состоят из белковой оболочки, заполненной молекулой нуклеиновой кислоты. В химическом отношении они представляют собой ну-клеопротеиды. Частицы одних вирусов содержат ДНК, в состав же других входит только РНК. В последнее время были открыты РНК — ДНК-содержащие вирусы. Их геном состоит попеременно
Т~\ ТТТГ rv V v т v * v 1
из РНК и ДНК.
Для изучения свойств нуклеиновых кислот и явлений наследственности на молекулярном уровне наиболее широко были использованы фаг Т2, размножающийся внутри клеток кишечной палочки Escherichia coli, и вирус табачной мозаики (ВТМ). Частица фага Т2 состоит наполовину из ДНК и наполовину из различных белков. При сильном увеличении у него хорошо различается шестиугольная головка и нитевидный хвост, в конце его имеется пластинка, к которой прикрепляются хвостовые нити. Внутри головки помещается туго скрученная в спираль очень длинная нить ДНК.
Атакуя бактерию, фаг «садится» хвостом на нее и хвостовыми нитями прикрепляется к ее поверхности. Расщепляет оболочку специальными ферментами и затем впрыскивает в клетку хозяина свою ДНК. Белковая оболочка фага при этом остается на поверхности клетки (рис. 48). Попав внутрь клетки, ДНК фага парализует нормальную работу клетки, клеточная ДНК распадается, и синтез белков в ней прекращается. Весь контроль над биохимическим аппаратом клетки переходит к вирусной ДНК, которая полностью переключается на производство белковых молекул, необходимых для репродукции новых вирусных частиц. С огромной скоростью ДНК вируса начинает «штамповать» себе подобные структуры: примерно за 20 мин образуется несколько сотен новых зрелых частиц фага. Они переполняют клетку, оболочка ее разрывается, и частицы фага, выходя во внешнюю среду, готовы поражать новые бактериальные клетки.
Очень наглядно и точно генетическая роль ДНК была установлена А. Херши и М. Чейз благодаря использованию изотопной метки при изучении размножения фага Т2. Белок фага был помечен радиоактивной серой (35S), а ДНК — радиоактивным фосфором (32Р).
Такой препарат фага смешивали с суспензией бактериальных клеток. После этого в потомстве фага с помощью специальных счетчиков радиоактивности прослеживали распределение метки. Оказалось, что новые фаговые частицы содержали только испускавший [3-излучение радиоактивный фосфор, которым была помечена ДНК. Меченый белок родительского фага дочернему поколению не передавался. 35S ни у одной частицы в белковой оболочке не содержалась.
Вирус табачной мозаики устроен предельно просто. Он имеет палочковидную форму и состоит из длинной нити РНК, на которую нанизано несколько сотен совершенно одинаковых белковых молекул. РНК у ВТМ выполняет ту же функцию, что ДНК у фагов и других вирусов. Если РНК этого вируса отделить от своего
Рис. 48. Схема строения фага (Л) и заражение им бактериальной клетки (Б):
1 — белковая оболочка; 2 — ДНК; 3 — футляр отростка; 4 — стержень; 5 — нити; 6 — «головка» ; 7 — «хвост».
Рис. 49. Схема размножения вируса табачной мозаики (ВТМ) в клетках растений табака:
1 — частица ВТМ; 2 — разрушение вирусной частицы встряхиванием в пробирке с фенолом; 3 — РНК; 4 — выделение РНК и втирание ее в листья табака; 5 — вновь образовавшаяся полноценная частица ВТМ (по Сталю).
белкового «футляра» и ввести внутрь клетки растения, то произойдет заражение и образуются новые многочисленные частицы фага. Это было показано Г. Френкель-Конратом в опыте, схема которого воспроизведена на рисунке 49. Встряхивая в водном растворе фенола суспензии частиц фага, отделяют РНК вируса от его белка. Затем заражают листья табака отдельно каждым компонентом. При этом оказывается, что белковая часть заражения не производит, а втирание в листья РНК вызывает заболевание, сопровождающееся образованием в клетках новых частиц вируса.
Опыты с фагом Т2 и ВТМ убедительно доказывают, что материальная преемственность между заражающей частицей и ее по-
томками обеспечивается исключительно посредством проникающей в бактериальную или растительную клетку ДНК или РНК.
Трансдукция. Поражая бактерию, фчаг не всегда ее уничтожает. Иногда процесс вирусной инфекции протекает иначе, чем это было описано выше. ДНК фага, попав в клетку, может прикрепляться к бактериальной хромосоме и образовывать так называемый профаг. Он может делиться вместе с бактериальной хромосомой и при соответствующих постоянных внешних условиях в течение длительного времени передаваться от одного клеточного поколения другому. Но условия могут измениться так, что начнется репродуцирование частиц фага, и клетка погибнет. При этом отдельные фаговые частицы, как это показали в 1952 г. Н. Циндер и Дж. Ледерберг, в процессе размножения могут случайно захватывать очень небольшие кусочки хромосомы клетки-хозяина и переносить вместе с ними гены из одной клетки в другую. Такой перенос фагами генетического материала из одних клеток в другие называется трансдукцией (от лат. transductio — перенос). Прикрепляясь к какой-нибудь другой бактериальной клетке, фаг вместе со своей ДНК впрыскивает в нее и этот захваченный ранее фрагмент. Попав в клетку, такой фрагмент в результате кроссин* говера может оказаться в хромосоме бактерии. Если фаг выращивался на одном бактериальном штамме, а затем трансдуцировал другой штамм, генотип последнего может измениться (рис. 50).
Предыдущая << 1 .. 52 53 54 55 56 57 < 58 > 59 60 61 62 63 64 .. 162 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed