Мутант индукция

Обрабатывая клетки мутагенными (вызывающими мутации) веществами, можно повысить частоту мутаций. В этом случае говорят об индукции мутаций, а полученные при этом клетки называют индуцированными мутантами. Мутагенами могут быть химические, физические или биологические агенты. Механизм их действия будет пояснен на ряде примеров. [c.443]

В качестве мутагенов для индукции доминантных мутантов использовали НЭМ и ЭИ в оптимальных концентрациях, в цитологическом опыте исследование проводили с НЭМ в тех же концентрациях. Экспозиция во всех случаях составляла 20 час. В М1 учитывали всхожесть и частоту изучавшихся ранее у пшеницы типов доминантных мутантов. В цитологическом опыте подсчитывали частоту анафаз с аберрациями в первом митозе меристемы кончиков корешков. В обоих опытах для всех сортов условия проведения экспериментов были идентичными. [c.97]

Индукция обратных мутаций у мутантов Т4г П, способных к обратной реверсии [c.323]

Принимая во внимание все сказанное выше, мы можем рассматривать индукцию как дерепрессию. Известен ряд бактериальных мутантов (конститутивные мутанты, о =), у которых ферменты образуются с одинаковой эффективностью и в присутствии, и в отсутствие индуктора. В ряде случаев мутация у этих бактерий затрагивает оператор и проявляется в том, что снижается сродство к репрессору [1564]. Однако мутации могут затрагивать и репрессор, что проявляется либо на участке связывания с оператором (так что синтез ферментов постоянно дерепрессирован), либо на участке связывания с индуктором (в этом случае синтез ферментов постоянно репрессирован) 143]. [c.65]

Таблица 12.2. Индукция реверсий у группы г//-мутантов фага Т4, способных ревертировать спонтанно

Несцепленные гены в клетке могут подвергаться согласованной регуляции для обеспечения эффективного ответа на такие внешние факторы, как присутствие в среде гормонов, рост ткани за счет клеточной пролиферации, стрессовые факторы, типа голодания или теплового шока. Ключ к пониманию механизмов, обеспечивающих согласованную регуляцию, может быть найден при сравнении 5 -фланкирующих последовательностей согласованно регулируемых транскрипционных единиц. Примеры, приведенные в табл. 16.3, указывают на то, что для генов, подверженных согласованной регуляции, характерно наличие сходных коротких последовательностей, расположенных на различном расстоянии от точки инициации транскрипции. В ряде случаев с помощью анализа мутантов показано, что такие общие последовательности действительно необходимы для индукции. Так, в дрожжевом гене his 4 в 5 -концевой области содержатся три очень сходных по структуре повтора, которые присутствуют также в других генах биосинтеза аминокислот. Для предотвращения индукции гена в ответ на аминокислотное голодание необходима делеция всех трех повторов, которая в то же время не сказывается на обычном конститутивном уровне экспрессии гена his 4. [c.224]

Для того чтобы использовать мутагенез в генетических экспериментах с бактериями, необходимо согласованно провести ряд последовательных этапов работы, а именно 1) определить, какой тип мутанта соответствует цели исследования 2) выбрать наиболее подходящий мутаген для индукции желаемой мутации 3) создать условия для выражения новой мутации 4) произвести обогащение по желаемому мутанту для повышения вероятности его выделения 5) обнаружить новый мутант соответствующими прямыми и непрямыми методами отбора 6) изучить свойства мутанта и 7) картировать локус новой мутации, т. е. определить ее расположение в бактериальном геноме. [c.8]

Бактерии могут выжить, имея лишь единственную хромосому в этом смысле они гаплоидные организмы. Однако динамика их деления и репликации хромосомы такова, что почти при любых условиях роста среднестатистическая бактериальная клетка содержит от полутора до двух полных хромосом. Поэтому в культурах, высеянных сразу же после обработки мутагеном, возникшие мутации с потенциально рецессивным фенотипом (например, связанные с ферментативной функцией) могут маскироваться присутствием неизмененной хромосомы в тех клонах, в которых последняя имеется. В связи с этим целесообразно дать культуре, обработанной мутагеном, расти в течение определенного периода времени и тем самым исключить возможность одновременного присутствия в одной клетке хромосомы, содержащей новую мутацию, и прежней хромосомы. Длительность этого периода зависит как от времени деления той или иной бактерии при росте в данных условиях, так и от специфики роста. Для видов или штаммов, клетки которых при росте образуют цепочки или гроздья (например, бациллы, стрептококки, стафилококки), этот период больше, чем для штаммов, растущих в виде одиночных клеток. При излишнем затягивании выращивания мутантные клетки сами начинают делиться, и тогда в одной клетке может присутствовать несколько копий одной мутации. Если хотят получить ряд независимых мутантов одного типа, то лучше всего еще во время индукции мутаций мутагеном или сразу же после нее поделить культуру на порции и затем из каждой порции отбирать после периода выращивания только по одному мутанту. Как было отмечено ранее в описании методов мутагенеза, если время обработки мутагеном достаточно велико, то выращивание проводят одновременно с индукцией мутагеном, тем самым устраняя необходимость в проведении дальнейшего выращивания. [c.26]

Одна из основных трудностей при прямом отборе состоит в выборе оптимальной концентрации селективного агента. Например, при отборе мутантов, устойчивых к различным антибиотикам, важно подобрать такую концентрацию антибиотика, которая полностью блокировала бы рост бактерий дикого типа, но в то же время позволяла бы развиваться устойчивым мутантам. Определение оптимальной концентрации методом проб п ошибок может потребовать много времени и сил. В первом примере, приведенном ниже, описан простой метод создания градиента концентрации какого-либо агента в чашке, который можно модифицировать для выявления различных типов мутантов, упоминавшихся выше. Во втором примере описывается простой метод бумажных дисков, используемый для индукции и прямого отбора ревертантов ауксотрофных мутантов. [c.29]

Индукция мутаций и выделение мутантов — важные этапы, лежащие в основе использования мутантов тем или иным способом. В последние годы широкое распро- [c.43]

Изучение индукции р-галактозидазы у Е. соИ позволило установить, что рост клеток на среде с лактозой происходит не в результате отбора мутантов, у которых способность использовать лактозу есть следствие мутации. Способностью синтезировать этот фермент обладают все клетки. Было также показано, что в процессе индукции происходит не активирование уже имеющегося в клетках фермента Р-галактозидазы, а его синтез de novo из аминокислот. [c.121]

Получение мутантов, способных к сверхпродукции промежуточных продуктов метаболизма Индукция определенных ферментативных процессов Ингибированная ферментация Направленный синтез из предшественников в обход метаболического контроля Биокатализ по завершении роста Одностадийные превращения, позволяющие обойтись без очистки фермента или принятия мер по сохранению его стабильности Многостадийные процессы ферментативной конверсии Биокатализ in vitro Использование очищенного фермента для одностадийной конверсии какого-либо природного субстрата Одностадийное образование химических промежуточных продуктов из неприродных субстратов с использованием очищенных ферментов с широким спектром действия Многостадийные полусинтетические метаболнтические процессы Химический катализ на основе биологических принципов Создание химических аналогов ферментативных процессов Получение химических катализаторов с биологической специфичностью (образование биоорганических комплексов ) [c.134]

Спонтанно, без воздействия извне лизогенные бактерии лизируются редко. Однако целый ряд факторов (ультрафиолетовые лучи, митоми-цин С или алкилирующие агенты) может индуцировать в каждой клетке развитие профага, ведущее к образованию и высвобождению инфекционного фага. Успех такой индукции зависит от генетической конституции профага, физиологического состояния хозяина и условий культивирования. Индукция связана, очевидно, с устранением или инактивацией имеющихся молекул репрессора. Некоторые мутанты умеренных фагов образуют термолабильный репрессор, и тогда достаточно уже повышения температуры до 44°С, чтобы вызвать лизис бактерий. I [c.148]

Мутанты, конститутивно образующие катаболические ферменты. Накопительные культуры такого рода мутантов можно получить путем частой смены субстратов. Если клетки конститутивно образуют ферменты, необходимые для использования субстрата А, то после переноса клеточной популяции с субстрата В на субстрат А они точас начинают расти с максимальной скоростью клеткам же индуцибельного дикого типа для достижения максимальной скорости роста необходима определенная лаг-фаза (чтобы синтезировать ферменты для роста на субстрате А). После ряда генераций клетки снова переносят на среду с субстратом В и дают им расти до тех пор, пока ферменты, участвующие в использовании субстрата А, не будут достаточно сильно разбавлены . После многократного повторения такой процедуры конститутивные мутанты сильно обгоняют в росте клетки дикого типа с индуцибельными ферментами. Таким путем были выделены, например, мутанты Е. соН, конститутивно образующие ферменты, необходимые для использования Лактозы. В других методах отбора пользуются таким приемом, как подавление индукции при помощи структурных аналогов субстрата. Метилтио алактозид может, например, подавить у Es heri hia oli индукцию й(а/ Оперона, вызываемую галактозой. [c.498]

Пример 3. У третьего мутанта Е. соИ наблюдается следующая зависимость регуляторных явлений от температуры при 30°С триптофан способен индуцировать синтез триптофаназы, тогда как при 15°С индукция невозможна. [c.228]

Оба цистрона z и у смежны и лежат рядом с третьим цистро-ном-регулятором i, превращающим одновременно оба фермента Z и у из индуцируемых в конститутивные. Из культуры Е. oli выделены спонтанные мутанты у" —> у - В этих клетках, остающихся z , фермент синтезируется нри индукции, однако индуктор проникает в клетку только путем пассивной диффузии, т. е. медленно. Поэтому скорость синтеза -галактозидазы устанавливается сравнительно медленно и остается постоянной, пока внешняя концентрация индуктора поддерживается постоянной. Скорость синтеза фермента будет функцией концентрации индуктора, которая внутри клеток не может превышать концентрацию во внешней среде. Синтез галактозидазы в мутантах y z+i утрачивает в значительной мере свой биологический смысл. Действительно, в присутствии какого-либо галактозида, например лактозы, клетки начинают синтезировать нужный фермент, позволяющий утилизировать лактозу как источник углерода. Однако концентрация лактозы внутри клетки не выше, чем во внешней среде, и фермент изолирован от субстрата, поскольку подача последнего внутрь клетки лимитируется пассивной диффузией. [c.485]

Был взят мутант Е. соИ, ауксотрофный но урацилу. Попытки индуцировать синтез р-галактозидазы на среде, не содержавшей урацил, или на среде без фосфата дали отрицательный результат. Следовательно, для осуш ествления индуцированного синтеза галактозидазы необходимо, чтобы синтезировалась РНК. Без синтеза РНК нет индукции. С другой стороны, синтез ДНК в клетке для этого не необходим. Добавление специфического ингибитора синтеза ДНК — иприта ничего не изменяло в индукции синтеза фермента. Мы знаем, что в клетке Е. oli имеется небольшое количество молекул галактозидазы и до индукции, т. е. в хромосоме имеется в готовом виде информация для синтеза белка, но матрица, очевидно, отсутствует. Если бы на ней шел синтез со скоростью 1 молекула в 5 сек., или 12 молекул в 1 мин., то в течение периода деления клеток количество белка в них достигло бы 300—500 молекул, в то время как среднее количество молекул фермента составляет всего 1—2. [c.487]

Если же образовывалась зигота Hfry+Zi"o i + X F y z+o i , то конститутивным оказывался синтез обоих ферментов — галактозидазы и пермеазы. Индекс z означает следующий интересный случай мутации. Цистрон z в соответствующем штамме давал начало не активному ферменту галактозидазе, а измененному белку без ферментативной активности. Белок можно было очистить и идентифицировать но иммунологической реакции. Иммунологическая специфичность мутантного белка совпадала oi специфичностью галактозидазы. В случае рассматриваемой выше зиготы под действием индуктора начинала действовать первая хромосома с аллелью z " и синтезировался измененный белок — мутант. Без индуктора же синтез белка не шел, так как цистрон Zi находился в положении trans к гену-оператору о=, позволявшему синтезировать ферменты без индукции. [c.493]

Следовательно, мутация С+ С соответствует утрате способности образовывать эндогенный репрессор, точно так, как при конститутивном синтезе ферментов. Другие интересные мутанты ind" iiid" соответствуют утрате способности профагов к переходу в вегетативное состояние, т. е. к индукции под действием ультрафиолетового света и химических агентов. Положение последних мутантов на генетической карте определяется в том же сегменте, что и мутантов j — внутри области С. [c.500]

Андерсон и др. [1152] в опытах с четырьмя различными микробиологическими системами изучали способность более ста пестицидов вызывать точковые мутации у микроорганизмов. Применяемые тесты представляли собой видоизмененный тест Амеса с использованием мутантов бактериофага. В тестах были испытаны следующие пестициды, применяемые иногда в качестве регуляторов роста какодиловая кислота, 4-ХФУ (4-хлорфеноксиуксусная кислота), 4-ХФП (4-хлорфеноксииро-пионовая кислота), 2,4-Д, диносеб, димекват, диурон, ДНОК, эндотал, ГМК (гидразид малеиновой кислоты), монурон, паракват и 2,3,6-трихлорбензойная кислота. Ни одно из этих веществ не вызывало точковых мутаций в использовавшихся микробиологических системах. В качестве стандартов применялись такие известные мутагены, как 5-бромурацил и 2-амннопурин. Несколько обычных веществ, таких как сахароза, минеральные удобрения, аспирин и перец, вызывали мутации с такой же частотой, что и испытывавшиеся пестициды. Авторы полагают, что результаты их опытов могут служить доказательством отсутствия мутагенных свойств у этих пестицидов. Ранее Нортроп [1153] на основании тестов, проводимых с используемыми им микробиологическими системами, включил ГМК в число мутагенов, однако это заключение не было подтверждено Андерсоном и др. В системе микробиологической пробы Нортропа использовалась индукция образования вируса. [c.125]

Вторая теория, предполагающая ферментативную адаптацию некоторых чувствительных видов микроорганизмов, совпадает с точкой зрения Кона и Моно [80] об индукции ферментов в микроорганизмах. Уокер и Ньюман [81] критикуют эту теорию, исходя из того, что расцвет активных популяций должен прекратиться после полной инактивации гербицидного субстрата и что при последующих внесениях гербицида вновь должна наблюдаться скрытая фаза, в то время как, согласно Керни [14], мутанты обычно сохраняют свою активность и в отсутствие гербицидного субстрата [14]. В пользу теории индукции ферментов (или теории ферментативной адаптации) свидетельствует то, что чистые культуры быстро теряют свою способность метаболизировать определенные гербициды при получении менее сложного субстрата, например глюкозы [54]. Кроме того, теорию адаптации подтверждают результаты последних работ с чистыми культурами микроорганизмов (65, 82]. [c.221]

Таким образом, в случае спонтанного мутирования дисперсня /п гораздо больше, чем в случае индуцированной устойчивости. Более того, различие в ожидаемом отношении дисперсия Jn в случае индуцированной фагом устойчивости и в случае спонтанного мутирования с ростом культур постепенно возрастает и оказывается тем существеннее, чем больше делений бактерий произошло в параллельных культурах и чем больше вероятность появления в некоторых из этих культур больших субклонов мутантов. Иными словами, в случае возникновения спонтанных мутаций и, следовательно, клонов мутантных клеток во время роста отдельных культур должны происходить более значительные флуктуации наблюдаемого на опыте числа колоний Топ на культуру, чем при случайной индукции устойчивости в результате контакта бактерий с фагом на чашке. [c.139]

Мутаген, использованный для индукции гЛ-мутаций Число испытанных г//-мутантов Доля г//-мутантов, ревертиро-вавших в присутствии 2-амино-пурина и 5-бромурацила, % [c.70]

Синхронная индукция всех трех белков реализуется через синтез одной общей полицистронной мРНК. Обычно в отсутствие индуктора уровень транскрипции генов la очень невелик и в клетке имеются лишь очень малые количества Р-галактозидазы и пермеазы. В то же время удается легко отобрать мутанты (так называемые конститутивные мутанты), которые и в отсутствие индуктора продуцируют большие количества этих белков, такие же, как нормальные клетки в условиях индукции. Все эти конститутивные мутанты содержат мутации вблизи гена Z и на достаточном удалении от генов Y н А. Как показал комплементационный анализ, такие мутанты можно разбить на два класса I " (не-индуцибельные) и 0° (операторно-конститутивные). С использованием элементов F la или конъюгативных мерозигот (см. гл. 8) можно получить частичные диплоиды, включающие такие мутации. Фенотипические проявления частичных диплоидов этого типа свидетельствуют, что мутации I и О оказывают принципиально различное влияние на синтез Р-галактозидазы. Из перечисленных в таблице 15.1 частичных диплоидов два первых характеризуются нормальным индуцибельным фенотипом, что указывает на рецессивный характер мутации 1 . Ген I осуществляет нормальный контроль экспрессии гена Z в случае обоих частично диплоидных генотипов независимо от того, находится ли ген Z на той же хромосоме, что и I, или на другой. В случае двух по- [c.173]

Во многих клетках существуют также механизмы, дающие им возможность синтезировать ферменты для репарации ДНК, так сказать, в аварийных ситуациях, в ответ иа серьезные повреждения ДНК. Среди примеров такого рода лучше всего изучен SOS-ответ (SOS-репарация) у Е. со/г. У этой бактерии любое нарушение репликации ДНК, вызванное ее повреждением, ведет к появлению сигнала (таким сигналом служит, по-видимому, избыток одноцепочечной ДНК), усиливающего транскрипцию более чем 15 различных генов, многие из которых кодируют белки, участвующие в ренарапии ДНК. Сигнал активирует у Е. соИ белок (см. разд. 5.4.4), который затем разрушает другой белок - отрицательный регулятор активности генов (репрессор). Действие этого репрессора заключается в подавлении у Е. соИ транскрипции всего набора генов, участвующих в SOS-ответе. Изучение бактериальных мутантов с различными нарушениями SOS-репарации показало, что иовосиитезироваииые белки обусловливают два эффекта. Во-первых, их индукция повышает выживаемость клеток если мутанты, у которых синтез таких ферментов нарушен, подвергнуть действию тех или иных агентов, вызывающих повреждение ДНК (например, ультрафиолетовых лучей), то процент погибших клеток окажется необычно высоким. Во-вторых, некоторые из индуцированных белков вызывают временное повышение частоты мутаций, вследствие чего генетическая изменчивость бактериальной популяции возрастает. Выгода здесь, видимо, заключается в том, что [c.284]

Эксперименты, описанные в предыдущем разделе, помогают интерпретировать данные генетических исследований. Мутации любого из 5 различных генов могут приводить к образованию фенотипа multivulva, где все 6 клеток группы эквивалентности вступают на путь развития вульвы и вместо 22 клеток вульвы возникают 48 клеток и, как результат, несколько вульв. У этих мутантов все 6 клеток ведут себя, как если бы они застыли в состоянии активации якорной клеткой и разрушение последней не изменяет ход развития вульвы. В данном случае, вероятно, мутации затрагивают гены, которые в норме действуют в клетках группы эквивалентности вульвы, определяя их ответ на сигнал якорной клетки. Мутации другого небольшого набора генов приводят к образованию иного, противоположного фенотипа (vulvaless). И здесь, по всей вероятности, меняется способность клеток группы эквивалентности реагировать на индукцию. [c.93]

Против такой атавистической гипотезы высказывались некоторые возражения [806]. У этих бактерий часты несве-тящиеся мутанты, так что непонятно, почему люминесценция все же сохранилась на протяжении такого огромного периода. Далее, необходимый для люминесценции бактериальный фермент люцифераза (под этим названием собрано несколько разных ферментов) способна к индукции и депрессии, что опять-таки трудно понять, если люминесценция сейчас не служит никаким полезным целям [1321]. Возможно, свет является побочным продуктом при образовании активной формы кислорода [636], которая могла бы реагировать с соединениями, с трудом поддающимися метаболизму. При этом не требовалось бы специфической индукции фермента для использования каждого субстрата и концентрация субстрата могла бы быть низкой. [c.143]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология