Физическая хромосом

Рис. 1.11. Карта сцепления отражает физический размер хромосомы.

Так как /2 > /ь очевидно, что А /> /1 — Аг/]. Информация черпается открытой системой из окружающей среды, энтропия которой возрастает. Организм, растущий из зиготы, подобен в этом смысле кристаллу, растущему из зародыша, помещенного в насыщенный раствор. В обоих случаях возрастание упорядоченности, возрастание количества информации, перекрывается увеличением энтропии окружающей среды — холодильника при кристаллизации. Концепция Эльзассера виталистична неявным образом предполагается несоблюдение второго начала в живой природе. Равен, подвергший критике идеи Эльзассера, считает, что во всех клетках организма содержится одна и та же генетическая информация. Развитие организма означает не увеличение количества информации, но увеличение избыточности, т. е. многократное ее повторение [31]. Равен трактует зиготу как канал связи, причем родительские организмы служат источником информации, а вырастающий организм — ее приемником. Развитие сводится к декодированию информации. Равен исходит из возможности абсолютной оценки количества информации в зиготе и организме. В действительности, как показал Аптер [32] (см. также [33, 57]), такая оценка всегда относительна и условна. Тождество генов в клетках организма не означает избыточности. Развитие есть результат взаимодействия различных частей эмбриона, информация содержится не только в хромосомах, но и во всех внутри- и межклеточных взаимоотношениях. Концепции преформизма и эпигенеза в сущности непригодны для описания развития, которое нельзя свести к увеличению или сохранению количества информации. Задача состоит не в таком описании, но в выяснении сущности развития, его физической природы, его атомно-молекулярных основ. [c.34]

Одно из наиболее поразительных свойств живых существ — это высокая степень мутабильности генов. Вредные мутации уносят многие человеческие жизни в раннем возрасте. Считают, что очень высокая частота заболеваний раком у людей старшего возраста обусловлена в какой-то мере накоплением соматических мутаций. Многие мутации могут появляться в результате ошибок репликации ДНК, а также процессов репарации и рекомбинации. Скорость мутирования возрастает в присутствии химических мутагенов, оод влиянием физических воздействий, таких, как, например, воздействие ультрафиолетовым излучением и рентгеновскими лучами, а также при случайном включении вирусной ДНК в хромосомы. [c.289]

Чтобы регулировать работу над различными аспектами всей программы, HGP распределяет финансы между разными исследовательскими группами. В большинстве случаев ответственность за создание генетических и физических карт конкретной хромосомы делят между собой крупные центры и небольшие лаборатории, которые сотрудничают друг с другом. Некоторые из наиболее крупных исследовательских институтов занимаются укомплектованием данных о генетических и физических картах генома. В результате молекулярно-генетических исследований генома человека появляется огромное количество новых данных о полиморфных зондах, STS-клонах, содержании генетических, физиче- [c.478]

Деление прокариотной клетки начинается, как правило, спустя некоторое время после завершения цикла репликации молекулы ДНК. Вероятно, репликация бактериальной хромосомы запускает какие-то процессы, ведущие к клеточному делению. Более детальное изучение у разных видов прокариот взаимосвязи между репликацией ДНК и делением клетки не привело к однозначным результатам. Получены данные о том, что сигналом к клеточному делению служит начало репликации ДНК, ее завершение или репликация определенного локуса бактериальной хромосомы. Таким образом, в норме существует вполне определенная временная связь между репликацией хромосомы и делением бактериальной клетки. Воздействия различными химическими веществами и физическими факторами, приводящие к подавлению репликации ДНК, останавливают и клеточное деление. Однако при некоторых условиях связь между обоими процессами может быть нарушена, и клетки способны делиться в отсутствие синтеза ДНК. Это удалось получить введением определенных мутаций в генетический аппарат бактериальной клетки. [c.61]

В течение времени, прошедшего между первым и вторым изданиями, изучение мутаций шло гигантскими темпами и было опубликовано множество работ, в которых описывалось действие разных физических и химических факторов на хромосомы и гены. В пределах настоящей книги будут изложены лишь итоги этих исследований. Несколько больше места отведено изложению биохимической генетики и связи генетики с индивидуальным развитием — очень важным и также быстро развивающимся областям исследования. [c.14]

Теория действия излучений на наследственные структуры (хромосомы в ядрах клеток, молекулы ДНК и РНК в частицах вирусов), которая во времена Ли находилась на уровне простейших гипотез удара , сейчас располагает новыми количественными методами анализа, а главное качественно углублена с биохимических позиций. Сейчас установлена сложная зависимость реакции живой клетки на излучения не только от количества первичных физических процессов в клетке, но и от биохимических условий, возникающих в клетке как под действием ее собственного метаболизма, так и при изменениях в среде. Ярким пример(зм последнего может послужить новое развитие вопроса о роли изменений в напряжении кислорода. [c.4]

Вводные главы содержат описание физических свойств ионизирующих излучений, важных для понимания их биологических действий, а также описание химических явлений, возникающих под влиянием этих излучений. Последующие главы книги посвящены рассмотрению действий излучений на вирусы, ионы и хромосомы высших клеток. В заключительной главе рассматривается вопрос о гибели клеток при воздействии излучений, насколько он может быть понят из предыдущих глав. [c.5]

Физическая единица, соответствующая фактору Менделя, — это ген, маленький участок хромосомы. [c.106]

Забежим на несколько лет вперед. Только в 1931 г. было формально доказано, что рекомбинация обусловлена кроссинговером. У кукурузы и у дрозофилы были получены подходящие транслокации, при которых оторванная часть одной хромосомы прикрепилась к другой. Это позволяет отличить по внешнему виду хромосому с транслокацией от нормальной хромосомы. Как изображено на рис. 1.10, в подобных скрещиваниях можно показать, что образование генетических рекомбинантов происходит только при физическом обмене между соответствующими областями хромосом. [c.14]

Если вероятность образования хиазмы между двумя точками в хромосоме зависит от расстояния между ними, гены, расположенные ближе друг к другу, будут наследоваться вместе. По мере увеличения расстояния между двумя генами возрастает и вероятность кроссинговера между ними. Таким образом, если рекомбинация обусловлена кроссинговером, гены, находящиеся близко друг к другу, должны быть тесно сцеплены, причем генетическое сцепление будет уменьщаться по мере физического удаления. И наоборот, генетическое сцепление можно использовать как меру физического расстояния. [c.15]

При построении физических карт тех или иных районов хромосом или целых хромосом из геномных библиотек, содержащих крупные вставки (YA -, ВАС- или РАС-библиотек), наиболее приемлем метод картирования, основанный на использовании STS. STS — это короткий одно-копийный участок ДНК (примерно 100-300 п. п.), который можно вьшвить при помощи ПЦР с использованием уникального набора праймеров. Для получения протяженного контига, охватывающего значительный участок хромосомы, требуется большое число STS, находящихся на расстоянии 50-100 т. п. н. друг от друга. Напри- [c.462]

Этот вывод представляет большой интерес. Можно построить генетическую карту, в которой хромосома будет изображена в виде линейного ряда генов. Однако это еще не доказывает, что генетическое содержание хромосомы представлено физически непрерывным рядом генов. Рассматривалось множество других моделей хромосомы, пока не стало очевидным, что хромосома состоит только из одной-единственной нити генетического материала. [c.15]

У одного из мутантов кукурузы хромосома, несущая аллели С и wx, получила вздутие на одном конце и протяженную транслокацию участка другой хромосомы-на другом конце. В гетерозиготе с нормальной хромосомой, несущей аллели с и рекомбинация между генетическими маркерами всегда связана с образованием нового типа хромосом. Именно это должно происходить при физическом обмене участками хромосом. [c.16]

Методами формальной генетики было установлено, что ген-это дискретный фактор наследственности, часть хромосомы, и что он переходит от родителя к потомку. Решающую роль в выяснении природы гена сыграло представление о том, что ген отличается от признака, который он определяет. Различное влияние мутаций на фенотип объясняют, исходя из того, что каждая мутация препятствует синтезу определенного белка. Физическая же природа генетического материала, ответственного за образование данного белка, служила предметом многочисленных споров. Когда же наконец физическая природа была установлена, она показалась неправдоподобной. [c.21]

Искусственные дрожжевые хромосомы (YA ) предназначены для клонирования больших фрагментов ДНК (100 т. п. н.), которые затем поддерживаются в дрожжевой клетке как отдельные хромосомы. УАС-система чрезвычайно стабильна. С ее помощью проводили физическое картирование геномной ДНК человека и анализ больших транскриптонов, создавали геномные библиотеки, содержащие ДНК индивидуальных хромосом человека. YA -вектор напоминает хромосому, поскольку он содержит последовательность, функционирующую как сайт инициации репликации ДНК (автономно реплицирующуюся последовательность), сегмент центромерной области дрожжевой хромосомы и последовательности, образующиеся на обоих концах при линеаризации ДНК и действующие как теломеры, обеспечивающие стабильность хромосомы (рис. 7.3). При встраивании чужеродной ДНК в YA может происходить нарушение рамки считывания маркерного дрожжевого гена. В результате продукт этого гена не образуется, и при выращивании клеток на специальной среде можно наблюдать цветную реакцию. Кроме того, некоторые YA -векгоры несут селективный маркер, независимый от сайта клонирования. Несмотря на все преимущества, YA пока не использовались для промышленного синтеза гетерологичных белков. [c.137]

При использовании другого механизма обе копии гена должны физически воспроизводиться из одной копии. Это может быть результатом неравного кроссинговера. Например, в случае, изображенном на рис. 21.3, хромосома, содержащая локус из трех генов, может потерять один ген в результате делеции. Из двух оставшихся генов [c.277]

Было высказано предположение, что между бактериальной ДНК и мембраной существует физическая связь. Бактериальную ДНК можно обнаружить в мембранных фракциях. Она содержит увеличенное число копий генетических маркеров, локализующихся вблизи точки начала репликации, репликационную вилку, терминатор. Вполне вероятно, что сайт роста-это структура на мембране, к которой прикрепляется своим участком с точкой начала репликации хромосома, чтобы инициировать репликацию. Репликационные вилки хромосом млекопитающих могут быть связаны с ядерным матриксом. [c.401]

Происходившее в то время бурное развитие химии анилиновых красителей, последовавшее за открытием Вильямом Перкиным мовеина в 1856 г., стимулировало систематическое исследование окрашивания биологических образцов. В общем, было установлено, что ядра клеток глубоко прокрашиваются красителями основного характера. Это свойство привело Флеминга к введению термина хроматин для обозначения вещества ядер клеток, из которого был получен нуклеин [7]. Эта работа привела к открытию похожих на палочки сегментов хроматина, наблюдаемых только в критических состояниях процесса деления клетки. Было выдвинуто предположение, что эти сегменты являются носителями наследственного материала и для них было принято название хромосомы [8]. Прямая связь между этой цитологической работой и исследованиями Мишера была понята Вильсоном [9] В настоящее время известно, что хроматин близко подобен, если не идентичен субстанции, известной как нуклеин (С29Н49ЫэРз022, в соответствии с данными Мишера), анализы которого показывают достаточную точность химического соединения нуклеиновой кислоты и альбумина. И таким образом, мы подошли к замечательному выводу о том, что наследственность может, вероятно, реализовываться в результате физической передачи особого соединения от родителя к потомку . [c.33]

Физическая карта (Physi al map) Расположение генов на хромосоме, установленное с помощью различных методов (электронная микроскопия, секвенирование, рестрикционное картирование). Расстояние на такой карте измеряется в числе пар нуклеотидов. [c.563]

В результате чего формируются оптически плотные, более сильно преломляющие свет, окруженные капсулой укороченные палочки или сферические формы (рис. 22, А). Образование миксоспор сопровождается синтезом белка, так что сформированная миксоспора содержит около /з заново синтезированного белка. ДНК не синтезируется, а переходит из исходных вегетативных клеток. Генетический аппарат миксоспор может быть представлен тремя или четырьмя копиями хромосомы вегетативной клетки. Цисты миксобактерий более устойчивы к нагреванию, высушиванию, различным физическим воздействиям, чем вегетативные клетки. [c.68]

Хромосомы прокариотических клеток -это единичные очень длинные молекулы ДНК В прокариотических клетках ДНК гораздо больше, чем в вирусах. К примеру, одна клетка Е. oli содержит почти в 200 раз больше ДНК, чем частица бактериофага А,. Результаты генетических экспериментов, а также прямые микроскопические наблюдения показали, что ДНК Е. соИ-это одна очень длинная молекула Она представляет собой ковалентно за мкнутое двухцепочечное кольцо с мол массой 26 10 . Эта ДНК состоит при близительно из четырех миллионов пар оснований, а ее физическая длина равна 1400 мкм (= 1,4 мм), что в 700 раз превышает размеры самой клетки Е. соН (2 мкм). В этом случае мы снова видим, что молекула ДНК плотно упакована, поскольку она целиком должна уместиться в ядерной зоне (разд. 2.5) клетки Е. соИ. Есть основания считать, что ДНК бактериальной клетки прикреплена в одной или нескольких точках к внутренней поверхности клеточной мембраны. [c.869]

При наблюдении в микроскоп за ядром делящихся эукариотических клеток было обнаружено, что их генетический материал распределен по хромосомам, число которых зависит от вида организма (табл. 27-5). В клетке человека, например, содержится 46 хромосом. В настоящее время установлено, что каждая хромосома эукариотической клетки типа показанной на рис. 27-21 содержит одну очень большую молекулу двухцепочечной ДНК, длина которой может в 4-100 раз превышать длину ДНК Е. oll. Например, физическая длина молекулы ДНК одной из наиболее мелких хромосом человека составляет 30 мм, что почти в 15 раз больше длины молекулы ДНК Е. соИ. Молекулы ДНК в сорока шести хромосомах человека не одинаковы по размеру они могут различаться между собой более чем в 25 раз. Эукариотические ДНК имеют не кольцевую структуру, а линейную. Каждая эука- [c.872]

Физические основы классической генетики. Хромосомы как группы сцепления. Эксперименты Моргана привели его еще к одному очень важному выводу. Оказалось, что число групп сцепления у Drosophila в точности равно числу хромосом, содержащихся в ядрах соматических клеток этого организма. [c.478]

Задача физической химии нуклеиновых кислот состоит в описании и интерпретации ряда свойств, возникающих благодаря наличию у этих полимеров вторичной структуры. Первичная структура, т. е. природа и расположение ковалентных связей в молекуле, изучалась и будет изучаться специальными методами биохимии и органической химии. Аспекты вторичной структуры касаются размеров, формы и конформации макромолекулы, и их изучение проводится методами рентгенографии, а также менее специализированными методами физической химии. Чисто морфологические детали третичной структуры изучаются главным образом методами современной электронной микроскопии. Они включают вопросы взаимоотношения нуклеиновой кислоты и белка в нуклеопротеидах, организации агрегатов полинуклеотидных тяжей и упаковки субъединиц в вирусах и нуклеопротеидных частицах. При рассмотрении еще более высоких уровней организации, например вопроса о распределении нуклеиновых кислот в хромосомах, сомнительно, уместно ли для таких структур пользоваться термином молекула (или даже макромолекула). [c.519]

Приходится принять, что акт конъюгации в смысле создания связи между протоплазмой двух клеток происходит с очень высокой вероятностью. Однако он очень редко приводит к генетической рекомбинации, когда скрещиваются клетки F" и F . Но что происходит очень часто и успешно, так это переход фактора F из клеток F" в клетки F , причем клетки F не утрачивают своей донорпой способности, из чего ясно, что фактор F находится в клетках F во многих экземплярах. Наконец, можно полагать, что он физически мал и не связан с какими-либо большими образованиями, например с ядром, так как он переходит из клетки в клетку удивительно легко, в то время как генетические маркеры, т. е. хромосомы, переходят во много раз реже. [c.316]

Висконти И Дельбрюк создали статистическую теорию процесса рекомбинации фагов. Физические предпосылки теории заключались в следующем 1) резервуар молекул ДНК фага внутри инфицированной клетки перемешивается возможны любые попарные акты рекомбинации между молекулами ДНК в резервуаре 2) за время созревания происходит в среднем некоторое число актов рекомбинации на каждую молекулу ДНК акты рекомбинации заключаются в разрыве и воссоединении молекул ДНК попарно (подобно явлению кроссннговера). Впрочем, такое частное предположение необязательно для теории Дельбрюка и Висконти. Она останется справедливой и при других механизмах разрыва и воссоединения, а также при выборочном копировании. Что существенно, — это равная вероятность разрыва, или переброски, при копировании в любой точке хромосомы. [c.369]

В самом деле, например, Ли [5] пришел к заключению, что в таком малом объеме, как хромосомный (порядка 1 лг/с ), достаточно не более 20 элементарных актов. ионизации, чтобы вызвать разрыв, причем большая часть этих разрывов восстанавливается с образованием инверсий и транслокаций. Как отмечают Сетлоу и Поллард [9], энергия, соответствующая 20 ионизациям, намного меньше энергии, необходимой для разрыва хромосомы с образованием двух поверхностей, связывающих воду (т. е. меньше 10 эв). Возможно, что, как отмечают эти исследователи, хромосомы — это агрегаты, которые состоят из отдельных нуклеопротеидных единиц, полностью гидратированных (включая поверхность) и связанных друг с другом физическими силами, величина которых обусловлена скорее относительно большой площадью связывающих поверхностей, чем специфическим химическим взаимодействием. Стабильность таких агрегатов ослабляется силами отталкивания, обусловленными ионной атмосферой, и зависит от концентрации ионов металла. Излучение может каким-то образом изменить одну из этих единиц, что вызывает изменение сил притяжения на ее границе и приводит в конечном счете к разрыву. [c.8]

Выпуск бесплодных насекомых не должен вызывать чрезмерных потерь урожая, а также приносить вред человеку и полезным животным. Исходя нз этих соображений, а также ради снижения затрат желательно производить выпуск только стерильных самцов. Для этого необходимо разработать удовлетворительный способ отделения куколок самок от куколок самцов на основании физических (величина, вес, осмотическое давление), генетических (маркировка половой хромосомы геном, изменяющим окраску насекомых) признаков или реакции на по.повой феромон [37, 230]. У многих насекомых самцы и их куколки меньше, чем самки и их куколки. Для разделения таких куколок по полу могут быть использованы специальные сепараторы с точно подобранными диаметром щелей или ячеек так разделяют в США куколок самцов и самок кровососущих комаров [2]. Представляется возможным использовать отделенных самок иным путем [230] а) выпускать куколки самок, зараженные паразитами б) выпускать стерильных самцов в одни, а стерильных самок в другие районы (как это проводится теперь в Австралии с зеленой мясной мухой, Lu ilia uprina)-, нехватка самцов при избыточной численности самок приводит к тому, что часть нестерилизованных самок остается неоплодотворениой [146, 149, 230]. [c.20]

В 1959 г. было установлено, что причиной синдрома Клайнфельтера является дополнительная Х-хромосома. Больные имеют 47 хромосом вместо 46 половые хромосомы представлены набором XXY вместо XY. Как и синдром Дауна, это пример трисомии. На рис. 25.29 показано, как в результате нерасхождения в мейозе появляется дополнительная хромосома. Это может происходить при сперматогенезе (образовании спермиев) у отца или при оогенезе (образовании яйцеклеток) у матери. Из рисунка также видно, что в результате нерасхождения половык хромосом у мужчины такое же количество зигот будет иметь только одну Х-хромосому и не иметь Y-хромосомы (обозначается как ХО). Такой генотип является причиной синдрома Тернера, который рассматривается в следующем разделе. В случае нерасхождения у женщины могут также образоваться зиготы XXX и Y0. Между женщинами с трисомией по Х-хромосо-ме и здоровыми женщинами нет заметных физических различий кроме того, что женщины XXX обычно немного выше. Вместе с тем есть данные о том, что у женщин XXX чаще наблюдаются отклонения в поведении и трудности в обучении. Зиготы Y0 не развиваются, поскольку у них полностью отсутствуют многие жизненно важные гены. [c.255]

СВОЮ специфическую структуру и, следовательно, содержащуюся в нем информацию, если он все это время находился в теле при температуре 310 °С выше абсолютного нуля Основываясь на предположении, выдвинутом десятью годами ранее Дельбрюком, согласно которому стабильность генов обусловлена тем, что составляющие их атомы находятся в энергетических ямах , Шредингер постулировал следующее положение гены потому способны сохранять свою структуру, что хромосома, в которой они расположены, представляет собой апериодический кристалл. По его предположению, этот большой апериодический кристалл состоит из нескольких типов изомерных элементов, точная последовательность которых и составляет генетический код. На примере двух символов азбуки Морге, которые он использовал в качестве изомерных элементов такого кода, Шредингер показал его огромные комбинаторные возможности. Он говорил Мы можем с уверенностью утверждать, что нет альтернативы (предложенному Дельбрюком( молекулярному объяснению вещества наследстЕенности. Физический аспект не оставляет другой возможности для объяснения постоянства этого вещества. Если бы картина, нарисованная Дельбрюком, оказалась несостоятельной, нам пришлось бы оставить дальнейшие поиски возможных объяснений . Кроме того, из общей картины вещества наследственности, нарисованной Дельбрюком, следует, что хотя живое вещество и не избегает действия законов физики , установленных к настоящему времени, оно заключает в себе, по-видимому, и неизвестные пока другие законы физики , которые, однако, когда они будут открыты, составят такую же органическую часть этой науки, что и те законы ее, которые были открыты ранее . [c.34]

Включение фрагментов генома хозяина в геном фага можно также продемонстрировать с помощью физико-химических методов, так как плотность фага Xdg отличается от плотности нормального фага. Это, по-видимому, объясняется следующими причинами. Замена области h в геноме фага на область gal бактериальной хромосомы может, вероятно, привести к тому, что длина фрагмента ДНК, отделяющегося в виде кольца от бактериальной хромосомы, будет отличаться от длины того фагового генома, который ранее включился в эту хромосому. В результате могут получаться дефектные трансдуцирующие фаги, содержащие либо больше, либо меньше ДНК, чем геном нормального фага Я. Ввиду того что количество белка в частице фага Я, очевидно, постоянно, а плотность его меньше, чем плотность фаговой ДНК, соотношение плотностей дефектного и нормального, инфекционного фага определяется соотношением количества входящей в их состав ДНК (фиг. 176). Благодаря такому различию в плотности удается осуществить физическое разделение смеси дефектных и нормальных частиц, а следовательно, и получение чистых препаратов фага Яс , освобвжденных от инфекционного фага-помощника. [c.351]

Открытие Менделя не сразу оценили по достоинству поскольку не было никаких представлений о физической основе постулируемых факторов. Хромосомная теория наследственности, предложенная одновременно Саттоном и Бовери (Sutton, Boveri), разрешила долгие споры о возможной роли хромосом. Уже существовали некоторые, хотя довольно туманные, предположения о том, что хромосомы как-то участвуют в механизмах наследования. [c.10]

Число групп сцепления совпадает с числом хромосом. Относительная длина групп сцепления аналогична относительным размерам хромосом. На рис. 1.11 в качестве примера рассматриваются хромосомы дрозофилы, у которых оказалось легко измерить длину. Сформулированная Менделем концепция гена как дискретного элементарного фактора наследственности может быть расщире-на в концепцию, рассматривающую хромосому как протяженную единицу, состоящую из многих генов. Физическое положение генов лежит в основе их генетического поведения. [c.16]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология