Бактериофаг н РНК, строение

Фиг. 116. Схема строения бактериофага.

Структура ДНК, предложенная Уотсоном и Криком, из пространственных моделей, предполагает наличие в молекуле двух цепей (тяжей), которые только при репликации временно образуют отдельные участки, не скрепленные водородными связями. Однако открытие у некоторых бактериофагов однотяжевой ДНК, для которой А =Т и Г=5 Ц [1], заставило по-новому взглянуть на природу нативной ДНК. Существование РНК в однотяжевой форме общеизвестно [2). Следовательно, вопрос о конформациях однотяжевых полимеров важен не только для понимания строения и функций обычных двухтяжевых нуклеиновых кислот, но представляет и самостоятельный интерес. [c.166]

Рис. 58. Схема строения бактериофага Т2.

Эксперимент подтверждает эти предсказания для ря-да бактериофагов. В то же время заметно более высо- кие значения АГ для ДНК бактерий ( 5°С) и высших организмов ( Ю С) 0,5 привели к выводу о блочном строении зтих ДНК. Всю 0, [c.241]

Таблица 3.8. Строение ряда типичных представителей вирусов и бактериофагов

Рис. 1.2. Морфология нескольких бактериофагов. Видны различия в сложности строения. Многие бактериофаги активно используются в генетических исследованиях.

Для Б, с. характерна локализация на поверхности клетки. Они выполняют специфич. биологич. функции, связанные с процессами межклеточного взаимодействия. Так, способность бактериофагов поражать одни виды бактерий и не взаимодействовать с другими видами определяется специфич. строением поверхностного антитела бактерий, являющегося липополисахаридом от структуры поверхностных антигенов зависит и патогенность тех пли иных бактерий. Подобные же взаимодействия с участием Б. с. происходят, по-видимому, и при других биологич. процессах, в к-рых клетки узнают друг друга, напр. при оплодотворении, соединении клеток в ткани и клеточной дифференцировке. [c.130]

Многие бактериофаги имеют более простое строение. В зависимости от формы зрелых фаговых частиц различают ряд типов, которые представлены на рис. 4.8 и 4.9. Большинство фагов содержит двухцепочечную ДНК. В последние годы, однако, было обнаружено несколько фа- [c.142]

Рис. 2.19. А. Строение бактериофага Т2. Б. Электронная микрофотография бактериофага, полученная методом негативного контрастирования.

В то время Луриа занимался в основном размножением бактериальных вирусов (бактериофагов, или, короче, фагов). Уже в течение нескольких лет среди наиболее прозорливых генетиков бытовало подозрение, что вирусы — это нечто вроде чистых генов. В этом случае для того, чтобы узнать, что же такое ген и как он воспроизводится, следовало изучать свойства вирусов. А так как простейшими вирусами были фаги, то в 40-х годах стало появляться все больше ученых, которые изучали фаги (так называемая фаговая группа), надеясь в конце концов узнать, каким образом гены управляют наследственностью клеток. Во главе этой группы стояли Луриа и его друг, немец по происхождению, физик-теоретик Макс Дельбрюк, который в то время был профессором Калифорнийского технологического института. Но если Дельбрюк продолжал надеяться, что проблему помогут решить чисто генетические ухищрения, то к Луриа все чаще начинала приходить мысль, что верный ответ удастся получить только после того, как будет установлено химическое строение вируса (гена). В глубине души он понимал, что невозможно описать поведение чего-то, если неизвестно, что это такое. Не сомневаясь, что он никогда не заставит себя изучить химию, Луриа избрал, как ему казалось, наиболее мудрый выход из положения и отправил к химику меня, своего первого серьезного ученика. [c.21]

Хотя со времени появления первого издания прошло только семь лет, понадобилась значительная переработка с тем, чтобы включить в книгу все наиболее существенные новые данные. За это время возник ряд совершенно новых и очень важных областей исследования, которые развивались очень быстро, а некоторые даже бурно. Это касается, в частности, генетических исследований бактерий и бактериофагов. Хотя вопрос о том, можно ли считать бактериофаги и другие вирусы живыми организмами, остается открытым, они, во всяком случае, обладают генетической структурой, которую удалось изучить очень детально. Эти неожиданные достижения вместе со сходными результатами, полученными на бактериях и других микроорганизмах, значительно уточнили наши сведения о единицах наследственности. Изучение природы генов и их способности к самовоспроизведению было также в большой степени стимулировано моделью строения нуклеиновых кислот, предложенной Уотсоном и Криком. Поэтому бактериям, бактериофагам и природе гена в настоящей книге посвящены специальные главы. Может показаться, что значение этих областей исследования несколько преувеличивают, однако многие данные, которые в настоящее время кажутся новыми и гипотетичными, возможно, скоро войдут в основы генетики. [c.14]

Возникает законный вопрос, действительно ли искусственно выделенные из клетки волокна ДНК, на которых основана наша модель, имеют то же строение, что и ДНК, находящаяся в клетке Все данные говорят за то, что это так. Трудно представить себе, что такие характерные особенности модели могут быть следствием изменений, возникающих в процессе выделения. Более того, Уилкинс показал, что неповрежденные биологические объекты, такие, как головки сперматозоидов и бактериофаг, дают рентгенограммы, очень похожие на рентгенограммы выделенных из клетки волокон ДНК. [c.132]

Вирусы, атакующие бактерий, образуют группу, называемую бактериофагами или просто фагами. У некоторьк бактериофагов имеются четко выраженная икосаэдрическая головка и хвост, обладающий спиральной симметрией (рис. 2.19). На рис. 2.20 и 2.21 приводятся схематические изображения некоторых вирусов, иллюстрирующие их относительные размеры и общее строение. [c.36]

Все нуклеопротеиды можно разделить по меньшей мере на два типа. К первому типу относятся нуклеопротеиды, в которых нуклеиновая кислота связана солевой связью с простыми белками основного характера и низкого молекулярного веса. Такими белками могут быть протамины (сальмин, клупеин, сту-рин), встречающиеся в сперме рыб. К этому же типу относятся нуклеопротеиды, в которых нуклеиновая кислота связана с основными белками более высокого молекулярного веса — гистолами. Примером могут служить нуклеопротеиды, встречающиеся в тканях зобной и поджелудочной желез. Ко второму типу мы относим более сложные структуры — вирусы растений (например, вирус табачной мозаики) и бактериофаги. Содержание нуклеиновых кислот в вирусах колеблется от 5 до 50%. Природа связи между белками и нуклеиновыми кислотами в вирусных нуклеопротеидах изучена слабее, чем в нуклеопро-теидах первого типа. Известно, что в вирусном нуклеопротеиде связи между белком и нуклеиновыми кислотами более лабильны и что для белков вирусов характерно высокое содержание основных аминокислот. Даже сравнительно простые вирусы имеют весьма сложное строение. Еще более сложное строение у таких вирз сов, как вирусы гриппа и пситтакоза. Последние могут даже быть отнесены к микроорганизмам. Подробное строение вирусов этой группы здесь не рассматривается. [c.246]

Согласно современным представлениям, геномы некоторых организмов составлены из различных частей. Например, в середине 70-х годов была выдвинута гипотеза о модульном строении геномов бактериофагов, согласно которой геномы бактериофагов состоят из некоторых частей - модулей, при этом модуль понимается как "дифференцированный сегмент, детерминирующий определенные функции". При выявлении в геномах швов между зонами, имеющими различные статистические свойства, используются различия частотных словарей слева и справа от потенциальных швов (см. п.2.4). [c.38]

Морфология бактериофагов. Строение бактериофагов в основном изучали на примере фагов серии Т Es heri hia oli. Колифаг Т2 состоит из полиэдрической головки длиной 100 нм и отростка, или хвоста , примерно такой же длины. Поэтому говорят о составных вирусах (табл. 4.1). Головка состоит из капсомеров и содержит внутри ДНК. Количество белка и ДНК примерно одинаково. Отросток фага Т2 имеет сложное строение. В нем можно различить не менее трех частей полый стержень, окружающий его сократимый чехол и находящуюся на дистальном конце стержня базальную пластинку с шипами и нитями (от последних зависит специфическая адсорбция на клетке-хозяине).ГНа электронных микрофотографиях, полученных при негативном контрастировании, можно видеть фаговые частицы в двух состояниях у одних частиц головка очень резко выделяется на электроноплотном фоне и чехол отростка растянут, у других головка мало отличается от фона по плотности и чехол находится в сокращенном состоянии. Это схематически изображено на рис. 4,7. Первое состояние А) характерно для активного фага, в головке которого заключена ДНК, второе (Б)-для фага, который инъецировал свою ДНК в бактериальную клетк) [c.142]

Эта работа, хотя к настоящему времеии не полностью завершена, показала, что многие птичьи лизоцимы (за исключением, видимо, лизоцима из белка гусиных яиц [4]) весьма близки по химическому строению к лизоциму белка куриных яиц. В итоге, сейчас насчитывают пять линий лизоцимов. К ним относятся лизоцим[)1 из а) яичного белка кур (а также из органов и тканей человека и мыши, которые имеют высокую степень гомологии с лизоцимом белка куриных яиц), б) яичного белка гусей, в) микроскопических грибов, г) бактериофагов, д) растений [4]. Все эти ферменты объединяет то, что они входят в группу 0-гликозидаз и катализируют гидролиз 1,4-р-связи между остатками Ы-ацетил-мурамовой кислоты и Ы-ацетилглюкозамииа в мукополисахаридах и мукопентидах. В дальнейшем, если нет специального указания, речь идет о лизоциме белка куриных яиц. [c.139]

Инфицирование клетки Е. соИ бактериофагом происходит следующим путем фаг впрыскивает свою ДНК через клеточную стенку в цитоплазму. Приблизительно через 20 мин после этого клетка лопается, и из нее выходит около 100 полностью готовых копий исходной вирусной частицы. Такая высокая скорость размножения позволяет проводить в пробирке в течение 20 мин генетические эксперименты, для которых потребовалось бы все население земного шара, если бы эти опыты проводились на людях. Главные принципы, лежащие в основе этого метода, были ясно изложены Бензером [130], который впервые составил карту тонкого строения гена. Частицы бактериофагов, подобно бактериям, можно посеять в чашке с агаром. Отличие заключается лишь в том, что агар должен содержать однородную суспензию бактерий, чувствительных к вирусу. В какой бы участок чашки ни попали вирусные частицы, они заражают какую-либо бактерию. Вокоре инфекция распространяется на соседние бактерии и в результате образуется стерильное пятно (рис. 15-20). Число основных вирусных частиц, содержащихся в суспензии, можно легко определить, сосчитав число стерильных пятен, образовавшихся в результате посева. [c.248]

Для того чтобы тонкое генетическое картирование можно было осуществить на практике, необходим еще один метод. Была составлена генетическая карта для ряда мутантных бактериофагов с делециями, захватывающими большие участки гена г11. С помощью этих мутантов можно было легко определить, в каком именно участке гена соответствующего мутанта находится данная мутация. Последующие эксперименты по рекомбинации с использованием предварительно идентифицированных мутаций позволяют уточнить локализацию мутации в ранее исследованном участке гена. Таким способом Бензеру удалось идентифицировать более 300 мутаций в гене гИ. Он пришел к выводу, что минимальное расстояние между двумя мутантными участками полностью согласуется со строением гена, предложенным Уотсоном и Криком. [c.250]

Большая группа вирусов животных, парвовирусы, сходна по размерам и строению с бактериофагом 0X174. Некоторые из вирусов этой группы не способны размножаться в клетке, если эта клетка не инфицирована аденовирусом, частица которого имеет больший размер. [c.288]

Неклеточные формы жизни не существуют на Земле. Вирусы и бактериофаги не могут рассматриваться как самостоятельные живые системы — из всех функций живой клетки они обладают лишь способностью передавать генетическую программу. Напротив, основные характеристики жизни прпсущи как одноклеточным организмам, так и подавляющему большинству типов специализированных клеток многоклеточных. Строение и поведение отдельных клеток настолько сложно, что оказывается возможным формулировать проблемы поведения на клеточном уровне, проблемы цитоэтологии (Александров, 1970). [c.332]

В заключение раздела, посвящеииого анализу последовательности нуклеиновых кислот, следует отметить, что новые методы обеспечили возможность полностью расшифровать строение ряда простейших геномов, к которым относятся бактериофаги < Х174 (5255 звеньев), С-4 (5577 звеньев), Т7 (39 936п.о.),>. (4 592 п. о.), некоторых других фагов и вируса обезьян 8У-40 (5226 л. о.), больших участков генома бактерий, животных, растений и т. п. Эта результаты заставили по-новому взглянуть на структуру и функцию генома и на его эволюцию. И тем не менее сегодня в середине 80-х годов расшифрована еще только очень незначительная часть генетической информации. Общая длина расшифрованных последовательностей составляет всего лишь несколько миллионов нуклеотидных звеньев, а это — только 0,001 длины генома человека. [c.330]

Название микробы или микроорганизмы является собирательным, оно относится к различным микроскопическим представителям растительного и животного мира. В эту группу входят организмы с разной степенью сложности строения. Сюда относятся 1) ультрамикробы (бактериофаги и вирусы), не обладающие клеточной структурой и измеряемые миллимикронами (ммк), по простоте устройства ультрамикробы стоят на нижней границе земных форм жизни 2) бактерии, составляющие наиболее многочисленную часть одноклеточных микроорганизмов, их размеры не превышают 10 микрон мк) 3) микроскопические растения и животные, имеющие более сложное многоклеточное строение и соответственно большие размеры (10—100 мк). К ним относятся растительные организмы — грибы и водоросли, а также низшие животные, так называемые протисты. [c.109]

Известны три типа двухцепочечных кольцевых ДНК- Первый из них — ковалентно замкнутая кольцевая ДНК. Такие ДНК имеют сравнительно небольшой молекулярный вес.Примером указанных ДНК служат нуклеиновые кислоты вирусов полиомы и ЗУ 40, репликативная форма ДНК бактериофага ФХ174 В их молекулах обе полинуклеотидные цепи не имеют ни единого разрыва, поэтому любое изменение вторичной структуры, связанное с изменением количества остатков на один виток спирали, влечет за собой перестройку третичного строения ДНК. [c.47]

ДНК> модель разматывающегося рулона — система представлений, предложенная для объяснения репликации ковалентно замкнутых кольцевых ДНК. Модель разматывающегося рулона возникла благодаря открытию (+)-цепей ДНК. превосходящих по длине зрелый вирусный геном, (—)-цепеЙ в виде ковалентно замкнутых одноцепочечных колец, а также длинных (- -)-цепей с З -гидроксильным концом, лежащим на матричном кольце, и свободным 5 -гидроксильным концом, выходящим В раствор. Эта модель довольно удачно объясняет строение реплицирующёйся ДНК некоторых бактериофагов (ФХ174, Т4 к) и кишечной палочки, состоящей из двух ковалентно замкнутых кольцевых цепей. В этой структуре (+)-цепь в определенной точке разрывается эндонуклеазой. При этом освобождаются З -гидрокснльная и -фосфатная группы. 5 -Фосфатная группа прикрепляется к какому-то участку мембраны, а цепь начинает наращиваться с З -гидроксильного конца, достраиваясь на матрице (—)-цепи, которая при этом продолжает оставаться замкнутой. В таком виде она представляется бесконечной матрицей в виде кольца. [c.52]

Концевые по1т<фяющиеся последовательности—структурная особенность нуклеиновых кислот некоторых вирусов и бактериофагов. ДНК с такой особенностью строения обнаружена в составе многих вирусов, бактерисфгов Т2, Т4, ТЗ. Т7 и Р22. Например,бактериофаг 17 характеризуется двухцепочечной линейной ДНК, в которой начальный участок нуклеотидной последовательности (0,7% всей последовательности нуклеотидов) повторяется на противоположном крице молекулы. Ферментативное отщепление повторяющихся нуклеотидных последовательностей, на обоих концах молекулы ведет к образованию липких концов, которые в необходимых условиях обеспечивают образование кольцевых структур. [c.57]

Правда, в настоящее время известны такие примитивные существа, как вирусы и бактериофаги. Они во много сотен раз уступают по своим размерам даже бактерия.м. Их уже не назовешь клетками, так как эти организ.мы имеют столь примитивное строение, что могут существовать только внутри других живых клеток, Однако изучение их строения, питания, размножения дало и дает еще. много интересного для позна-П1 я секретов жизни, Вспомни.м, например, что изучение размножения вируса табачной мозаики помогло выяснить роль РНК в синтезе белка. [c.132]

Что мы можем ожидать от опытов, которые будут проведены в молекулярной биологии Что принесет нам эта новая, пограничная между биохимией и биологией область науки, которая экспериментирует на границе с жизнью, рассматривая биологические явления как бы через молекулярные очки А если однажды окажется возможным полностью, по определенному плану строения , синтезировать вещество наследственности — ДНК — и создать у потомства вполне определенные свойства Если можно будет даже синтезировать нечто вроде пресловутого гомункулуса в реторте , но в современной и гораздо более скромной форме — например, в виде некой простой бактерии И будет ли это простейшее искусственное живое существо, показывающее только важнейшие признаки жизни — обмен вещества и энергии, рост и размножение, —полезным или вредным для человека Что предпримет при этом общество Будет ли это живое существо особенно опасным возбудителем болезни или безвредной бактерией типа Es heri hia oli — кишечной палочки, этого домашнего животного молекулярной биологии, которое поставляет необходимые для экспериментов ферменты и служит пищей для бурно размножающихся вирусов и бактериофагов [c.164]

Наиболее подходящим объектом для изучения генетических свойств ДНК считаются бактерии (кишечная палочка Е. oli) и бактериальные вирусы, или бактериофаги (бактериофаг Т2), что в первую очередь обусловлено их быстрым воспроизведением. Так, от одной бактериальной клейки в течение сравнительно короткою времени можно получить колонию, содержащую 10 — 10 дочерних клеток. Безусловно, имеет значение также простота биологической организации бактерий и вирусов, причем строение вирусов несравнимо более примитивно. Вирусы не являются клетками, так как не имеют ядра и протоплазмы и в сущности представляют собой молекулярные комплексы белка и нуклеиновых кислот. При этом фаги содержат ДНК, в то время как другие вирусы — РНК (например, вирус табачной мозаики) В отличие от бактерий и более сложных организмов вирусы не способны к жизни вне клетки размножаясь только внутри клеток, они являются их паразитами. [c.473]

Накопленный к настоящему времени офомный фактический материал по строению и свойствам биополимеров в условиях живой клетки позволяет говорить о еще более высоких уровнях пространственной организации белковых молекул. Так, некоторые белки способны к образованию поли- или мультиферментных комплексов (например, пируватдегидроге-назный комплекс ферментов), протяженных структур (белковые оболочки бактериофагов) и надмолекулярных комплексов, функционирующих как единое целое (например, компоненты дыхательной цепи митохондрий). [c.70]

Исследование вирусов, особенно бактериальных, внесло огромный вклад в наше понимание генетических явлений. Быстрое размножение бактериофагов дает возможность за одни сутки производить скрещивания в потомстве двух последовательных поколений. Аналогичные скрещивания на дрозофиле требуют 3,5 недель, а на кукурузе-по меньшей мере года. Кроме того, огромная численность фаговых популяций, содержащихся в нескольких миллилитрах кyльtypaльнoй жидкости, дает возможность наблюдать очень редкие генетические события. Малый размер геномов многих фагов по сравнению с геномом бактерий, например Е. соН, позволяет идентифицировать все или по крайней мере большинство фаговых генов и весьма подробно представить себе генетическую организацию и регуляцию генома в целом. Геном фага фХ174 состоит всего из девяти генов, геном фага лямбда-менее чем из 60, тогда как геном Е. соН насчитывает, вероятно, несколько тысяч генов. Сочетание этих замечательных достоинств сделало вирусы незаменимыми генетическими объектами и привело к тому, что геномы некоторых бактериофагов изучены в настоящее время лучше, чем каких бы то ни было иных организмов. Они могут служить моделями при анализе строения и работы более сложных геномов. [c.190]

Обычно рассматривают Три типа переноса генов у бактерий. Первый тип — трансформация — это такой процесс, при котором ДНК одной бактерии — донора переходит в другую бактерию — реципиент. Реципиент-ная клетка, в которой происходит экспрессия генетических признаков донора, называется трансформантом. Второй тип трансдукция — это процесс генного переноса, при котором бактериальный вирус (бактериофаг), размножающийся в клетках бактериального штамма-до-нора, включает в себя часть генетической информации бактерии и после инфицирования другого, реципиент-ного, штамма вызывает иногда наследуемые изменения у последнего. Реципиентная клетка, которая таким путем приобретает признаки донора, называется трансдук-тантом. Третий тип переноса — кон ьюгацця — это процесс, при котором клетки бактериального штамма-доно-ра вступают в непосредственный механический контакт с клетками реципиентного штамма и передают последнему генетический материал. Реципиент, который получает этот материал, называется трансконъюгантом. Наряду с процессом мутирования генов трансформация, трансдукция и конъюгация играют важную роль в появлении новых типов бактерий. Эти процессы очень важны также потому, что они позволяют исследователям, занимающимся бактериальной генетикой, выяснять биохимические и генетические аспекты функционирования бактерий, устанавливать принципы строения, функционирования и регуляции генов, а также более сложных процессов синтеза макромолекул, роста и деления клеток. [c.65]

Благодаря знанию генетического кода мы имеем возможность определять участки нуклеотидных последовательностей, кодирующих потенциальные белки. Этот источник и сегодня, спустя 10 лет после расшифровки первого целого генома (бактериофаг ФХ174), дает нам основную информацию о функциональном строении нуклеотидной последовательности. В то же время, несмотря на то, что известны сотни последовательностей различных функциональных сигналов нуклеиновых кислот, наши представления о принципах их организаций весьма ограничены. Это обусловлено трудностями экспериментального исследования регуляторных участков и сложностью их строения. [c.4]

Размножение бактериофагов. Второе прямое доказательство роли ДНК в наследственности было получено при изучении размножения бактериофага Т2, инфицирующего кишечную палочку — Es heri hia oli. Строение близкого к нему бактериофага Т4 схематически представлено на рис. 6.2. Бактериофаги — это вирусы бактерий. Частица бактериофага заражает клетку Е. соИ. Внутри клетки образуются новые частицы бактериофага. Через 20 мин при 37 °С клетка лизируется и около 100 дочерних частиц выходят [c.117]

С другой стороны, среди эукариотических микроорганизмов известен целый ряд так называемых модельных объектов, удобных для изучения структуры, функции и регуляции действия генома, детерминации и клеточной дифференцировки. Если к началу 70-х годов основными объектами молекулярной генетики оставались бактерии и бактериофаги, то в 80-х годах их сильно потеснили эукариоты и прежде всего эукариотические микроорганизмы, сочетающие клеточное строение, характерное для высших организмов, с одноклеточностью микробов. [c.182]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология