Молекулярная биология клетки - Уилсон Дж.
ISBN 5-03-001999-5
Скачать (прямая ссылка):
начальное снижение титра происходит из-за того, что фаги адсорбируются на
бактериях и вводят в них свою ДНК. Поскольку инфекционность зависит от
интактных фаговых частиц, титр при
этом понижается. Низкий титр через 5 мин определяется теми фаговыми
частицами, которые еще не адсорбировались на бактериях.
В период первых исследований эта начальная потеря титра (которая
была названа скрытой фазой инфекции) представлялась загадочной, потому
что, казалось, означала разрушение родительских фаговых частиц до того,
как могли быть построены новые фаговые частицы. Теперь трудно понять это
недоумение, но вспомните, что в то время основной моделью биологического
роста было клеточное деление, при котором деструкция родительского
организма полностью исключает возникновение потомства.
В. Титр фага возрастал медленнее в контрольных пробах, потому что
многие фаговые частицы (90% общего количества в интервале времени от 20
до 40 мин) находились- внутри бактерий, убитых хлороформом. Инкубация с
лизоцимом приводит к разрушению бактерий и высвобождению содержащихся в
них фаговых частиц. Титр контрольных проб в конечном счете достигал
уровня проб, обработанных лизоцимом, потому что бактерии разрывались (ли-
зировались) естественным образом в конце цикла инфекции. Лизис
регулируется фаговыми частицами таким образом, чтобы до того, как
разрушится клетка-хозяин, образовалось максимальное число частиц.
Г. Исходная смесь содержала равные количества бактерий и фагов
(107/мл), т. е. фаговых частиц было достаточно для инфицирования каждой
бактерии. Поскольку вначале было 107 бактерий в 1 мл, а в конце появилось
109 фаговых частиц/мл, то на каждую бактерию приходится по 100 фаговых
частиц.
На самом деле расчет числа фагов на инфицированную бактерию не
столь прост, как в этом примере. Необходимо учитывать одно важное
обстоятельство: наличие бактерий и фагов в численном отношении 1:1 вовсе
не означает, что каждая бактерия заражена одним фагом. Большинство
бактерий именно так и будет инфицировано, но некоторые окажутся заражены
двумя или большим числом фаговых частиц, а некоторые не будут заражены
вовсе. Долю бактерий каждой из этих групп можно рассчитать с помощью
распределения Пуассона. Согласно этому распределению, доля незараженных
бактерий равна
Ро = е_х>
где Р0 - вероятность того, что заражение не произойдет, а х-
отношение числа фаговых частиц к числу бактерий, при х - 1 Р0 = 0,37.
Таким образом, только 63% бактерий будет инфицировано. В результате число
фагов на одну инфицированную бактерию составит 160.
Принцип расчета, иллюстрируемый этим примером, используется при
анализе различных явлений и в других областях биологии. См., например,
задачу 5-13, в которой после одного летального "удара" ультрафиолетовым
светом все-таки выжило 37% клеток облученной популяции.
-40 В принципе существует несколько различных путей, по которым вирус
герпеса мог бы мутировать, чтобы приобрести устойчивость к ацикловиру.
Например, мутации в гене тимидинкиназы либо в гене ДНК-полимеразы могли
бы изменить специфичность ферментов так, что они больше не узнавали бы
ацикловир или ацикло-GTP, или же мутация могла бы полностью исключить
возможность образования продуктов этих генов. При мутации,
Основные генетические механизмы 303
вызывающей элиминацию тимидинкиназы вируса герпеса, его
жизнеспособность сохраняется, так как этот вирус может использовать
тимидинкиназу клетки-хозяина. Однако мутации, элиминирующие ДНК-
полимеразу вируса герпеса, детальны для него. Очевидно, вирус герпеса
нуждается в своей особой ДНК-полимера-зе, которую не может заменить ДНК-
полимераза клетки-хозяина.
5-41
A. Описанный здесь тест с кружками - это разновидность классического
теста на комплементацию, который позволяет решить, дефектны два мутанта
по одному и тому же гену или по разным генам. Если пара мутантов дефектна
по одному и тому же гену, они не могут "помочь" друг другу при
инфицировании (так как им обоим недостает продукта одного и того же гена)
и, следовательно, при смешанной инфекции они растут не лучше, чем
порознь. Напротив, если два мутанта имеют дефекты в разных генах, они
могут "помочь" друг другу: в смеси будет присутствовать по крайней мере
одна функциональная копия каждого гена, и, следовательно, они смогут
расти как смесь мутантов.
Результаты теста с кружками в случае г"-мутантов показывают, что
последние разделяются на две группы по комплементации. Мутанты 2, 5 и 8
имеют дефект в одном гене, а мутанты 1, 3, 4, 6 и 7-в другом гене. В
классических экспериментах было показано во многом сходным образом, что
есть два г"-гена - гПА и гпв.
Б. Как следует из предыдущего ответа (пункт А), если бы вы повторили
тест, используя Е. coli К, инфицированную мутантом 3, то увидели бы такую
же картину, как и в тесте, где использовалась Е. coli К, инфицированная
мутантом 1, дефектным по тому же гену.
