Молекулярная биология гена - Уотсон Дж.
Скачать (прямая ссылка):
По счастью, мутации, изменяющие цвет глаз и окраску цветков, оказались удобными для химического исследования У дрозофилы, папример мутации многих генов ведут к изменению цвета глаз. Известно, что цвет глаз пепосредствепно зависит от присутствия особых окрашенных веществ — пигментов. Это н дало возможность провести биохимические исследования того, как же, собственно, изменение гоиа приводит к изменению цвета глаз (вместо красных глаз — белые). Оказалось, что у мутантных особей глаза вообще не содержат пигмента. Естественно было предположить, что у иих отсутствует фермент, необходимый для синтеза пигмента. Позднее это предположение переросло в гипотезу, согласно которой гены непосредственно контролируют биосинтез всех белков — как ферментных, так и неферментных
Когда эта гипотеза получила широкое признание (после 1946 г ), гепетнии начали изучение более сложной проблемы каким образом гены определяют природу образующихся белков? Однако успехи на этом поприще были весьма умеренными до тех пор, пока химиии не доказали однозначно (в начале 1950 х годов), что белки представляют собой линейные почимерн, построенные из 20 различных аминокислот. После этого генетикам, склонным к теоретическим построопиям, было уже легко высказать предположение, чго хромосомы несут генетическую информацию о последовательности аминокислот в белках, и предсказать, что изучение структуры гепов поможет выиснить молекулярную структуру матриц, определяющих эту последовательность Их предсказание полностью оправдалось Но прежде чем углубляться в эту проблему, пам следует рассмотреть некоторые генетические концепции.
В МОЛЕКУЛЯРНОЙ СТРУКТУРЕ ХРОМОСОМ МНОГОЕ ЕЩЕ ОСГАЕТСЯ НЕЯСНЫМ
Даже сегодня мы еще, в сущности, очень мало знаем о молекулярной структуре хромосом. Особенпо это верно в отношении сложных хромосом высших растении и животных. Главный химический ком попоит хромосом у бактерий и вирусов, я также у высших организмов — это дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК). Хромосомы высших организмов содержат также п зпачитечьное количество белка (до 65% у высших растении и животных)
Большая часть хромосомных белков относится к классу гнетонов Все гистопы имеют основный характер (песут положительный заряд), считается, что, взаимодействуя с ДНК, они частично нейтрализуют ее отрицательные заряды. Однако истинная функция гнетонов остается попа неизвестной. До 1943 г некоторые биологи приписывали им роль носителя генетической информации, ио постоянство структуры гистонов на протяжении эволюции, обнаруженное в последнее время, свидетельствует против их существенной генетической роли. Все более распространенным становится мнение, что гистопы выполпяют скорее структурные функции и играют ключевую роль в спиралиаации и деспирализации хромосом в течение клеточного цикла.
Вплоть до настоящего времени электронная микроскопия мало что дала для изучения структуры хромосом у высших организмов Это особенно бросается в глаза при сопоставлении с успехами, достигнутыми в исследовании топкой структуры мышцы и нервов. Неудачи объясняются неправильной формой не только растянутых (интерфазпых), но даже и уплотношшх (метафазпых) хромосом. На молекулярном уровне различ ные белки мышцы собраны в тонкие параллельные пучки волокон В противоположность этому расположение хромосом в клетке совершепно неправильно: па тонком срезе невозможно проследить даже контур хромосомы. по говоря уже о деталях ее молекулярной структуры. Таким образом, чисто морфологические исследования почти не дают нам сведении об организации генов в хромосоме; единственный способ атаковать проблему заключается в использовании диетических скрещивании. К счасгыо как мы увидим ниже, разрешающая сила этого последнего метода исключительно велика.
ГЕНЕТИЧЕСКИЕ СКРЕЩИВАНИЯ
Природа выработана целый ряд способов, с помощью которых генетический материал различных организмов может объединяться (генетическое скрещивание) и претерпевать гепетпчеекпе рекомбинации Существование все х этих способов, обозначаемых общим термином полосой процесс, сильно ускоряет ход эволюции, ибо благодаря им несколько полезных мутаций могут соединиться в геноме какой нибудь одной клетки гораздо быстрее, чем если бы эти мутации накапливались в данной клетке обычным путем Однако мы сейчас не будем рассматривать значение полового процесса для эволюции Нас здесь интересует лишь использование полового процесса при генетическом анализе для локализации генов в хромосомах Чтобы определить локализацию тех или иных генов методом гепоти-ческих скрещиваний, прослеживают, как эти гены передаются гаплоидным сегрегантам. Если гены располагаются в разных хромосомах, то в йотом стве они распределяются независимо и вероятность того, что они попадут в одпу и ту же гаплоидную клетку, равпа 0,5 Гены, находящиеся в одной хромосоме всегда оказываются вместе Исключение возможно лишь в том случае, если при делении произойдет кроссинговер, или перекрест
Спаренные гомологичные хромосомы 1ЛИПЮИДИОЙ клеисе Хроматида чЦентромера
Удвоение хромосом с обраюванием двух хрома! ид
