Электронная микроскопия генов

Рис. 13-32. Клетки, инфицированные вирусом саркомы Рауса, несущего термочувствительную мутацию гена, ответственного за трансформацию (онкогена -sr ) (микрофотографии, полученные с помощью сканирующего электронного микроскопа). А Клетки трансформированы и приобрели аномальную округлую форму при низкой гемпературе (34 °С), при которой продукт онкогена активен. Б. Те же клетки, прочно прикрепленные к культуральной чашке и восстановившие свою нормальную уплощенную форму, после того как продукт онкогена

Рис. 113. Транскрипция рибосомных генов эукариот РНК-полимеразой 1 (а) и картины транскрипции, выявляемой методами электронной микроскопии (б)

Изучение структуры мембран митохондрий методами рант-гено-структурного анализа и электронной микроскопии позволило сделать заключение, что темные слои стенок мембраны (рис. 3,1/) соответствуют слоям белка, а более светлые — бимолекулярным слоям липоидов. Общая картина строения мембранных стенок митохондрий в настоящее время представляется такой, какой она показана а рисунке 2>,VI. Каждая мембрана состоит из двух слоев белковых молекул и заключенных между ними двух слоев липидов. На этих белковых и липидных слоях адсорбированы ферменты, которые катализируют биохимические реакции в митохондриях. [c.30]

Термин пластом используют для обозначения генетически активной части пластид, которая независимо от генов, содержащихся в хромосомах, наделяет пластиды вполне определенными и притом константными отличительными особенностями. В настоящее время анатомию и механизм деления пластид интенсивно изучают с помощью электронного микроскопа. Однако до сих пор не получено достаточно убедительных данных, которые бы позволили твердо определить, что же представляет собой пластом. [c.362]

Недавно было обнаружено, что форма, химические свойства и кристаллическая структура крахмальных зерен определяются многими генами [19], причем на эти признаки влияют также факторы окружающей среды в период развития зерна крахмала. Классическая работа Негели [128] положила начало интенсивному изучению расположения слоев в крахмальных зернах амилопластов. Вначале предполагали, что наличие чередующихся слоев, расположенных в зернах крахмала в радиальном направлении, обусловлено то высоким, то низким содержанием воды. Фрей-Висслинг [65] предположил, что наблюдаемые с помощью микроскопа структурные различия обусловлены изменением показателя преломления, который оказывается более высоким во внутренней части слоя и более низким — в его наружной части, причем имеет место резкое скачкообразное повышение показателя преломления в следующем слое. Слоистое строение крахмальных зерен картофеля, кукурузы и сорго [171], а также эндосперма злаков [34] окончательно доказано исследованиями с применением электронного микроскопа. Вполне очевидно, что содержание воды не единственный фактор, определяющий структурные особенности зерен крахмала, поскольку для исследований в электронном микроскопе использовались высушенные образцы. Бак-хайзен [22] был сторонником предположения, согласно которому образование слоев обусловлено отложением крахмала в разное время суток, причем крахмал, откладывающийся в дневное время, отличается высоким показателем преломления. Он привел данные, показывающие, что при неизменных внешних условиях во время роста у пшеницы формируются крахмальные зерна, лишенные видимой слоистой структуры. Эти данные были подтверждены электронно-микроскопическим исследованием образования зерен крахмала в эндосперме ячменя и пшеницы, произраставших в постоянных условиях [34, 36]. Однако микроскопические и электронно-микроскопические исследования клубней картофеля [36, 148] и РеШота [32] дали совсем иную картину. При выращивании этих растений в тщательно контролируемых условиях освещения и температуры их крахмальные зерна обладали слоистостью, идентичной слоистости нативного крахмала, который образовывался в нормальных полевых условиях то же было установлено [c.143]

Обнаружение прерывистых генов с помощью электронной микроскопии [c.246]

При использовании метода картирования К-петель РНК замещает одну цепь ДНК, гибридизуясь с участками ДНК по обе стороны от промежуточной последовательности. Но сама промежуточная последовательность остается неизменной, сохраняя исходное двухцепочечное строение. В результате образуется структура, приведенная на рис. 20.4, где два участка, кодирующие РНК, в гибриде объединены, как это видно по двум вытесненным из гибрида одноцепочечным петлям ДНК. В месте соединения этих петель наружу вытесняется двухцепочечная петля ДНК, соответствующая промежуточной последовательности. В приведенном на рис. 20.5 примере виден единственный интрон р ° -глобинового гена мыши. (В этом гене также имеется и второй интрон, размеры которого слишком малы для того, чтобы он был виден в электронный микроскоп см. ниже.) [c.247]

Вирусы впервые были описаны как болезнетворные агенты, которые размножаются только в клетках и имеют настолько малые размеры, что способны проходить через ультратонкие фильтры, задерживающие самые мелкие бактерии До появления электронного микроскопа природа их оставалась неясной, хотя уже тогда высказывалось мнение, что это, возможно, просто гены, которые приобрели способность переходить из одной клетки в другую. В 1930-х годах использование ультрацентрифуги сделало возможным отделение вирусов от компонентов клетки-хозяина. В результате уже в начале 1940-х годов стало более или менее ясно, что все вирусы содержат нуклеиновые кислоты. Это укрепило исследователей в мысли, что вирусы и генетический материал выполняют сходные функции. Подтверждение такой точки зрения было получено при изучении вирусов бактерий (бактериофагов). В 1952 г. удалось показать, что в клетку бактерии-хозяина проникает одна только ДНК бактериофага (без его белка) и что именно она инициирует здесь процесс репликации, приводящий в конечном счете к появлению в инфицированной клетке нескольких сотен дочерних вирусных частиц. Таким образом, вирусы можно рассматривать как генетические элементы одетые в защитную оболочку и способные переходить из одной клетки в другую. Размножение вирусов само по себе часто оказывается летальным для клетки, в которой оно происходит. Многие вирусы разрушают инфицированную клетку (вызывают ее лизис), что и дает возможность потомству вируса переходить в соседние клетки. Клинические симптомы вирусной инфекции во многих случаях отражают именно эту цитолитическую способность вируса Высыпание при [c.314]

Размер ядрышка отражает степень его функциональной активности, которая широко варьирует в различных клетках и может изменяться в индивидуальной клетке Так, в некоторых покоящихся клетках растений ядрышко очень мало, тогда как в клетках, продуцирующих большое количество белков, оно может занимать до 25% объема всего ядра. Изменение размеров ядрышка связано главным образом с уменьшением или увеличением доли гранулярного компонента, что. в свою очередь, вероятно, контролируется на уровне транскрипции рибосомных генов по данным электронной микроскопии доля активных рибосомных генов, равно как и эффективность транскрипции каждого гена, изменяется в зависимости от обстоятельств. [c.166]

По данным того же автора и Н. А. Киселевой [42], катализатор выполняет свои функции и создает условия, определяющие направление и скорость реакции в течение индукционного периода окисления. Изучая причину изменения цвета окисляемого керосина в присутствии нафтената марганца, переходящего от коричневого к фиолетовому и далее к соломенно-желтому, авторы при помощи электронного микроскопа наблюдали разрушение коллоидных частиц катализатора с образованием кристаллов, максимальное количество которых образуется в момент перехода окраски раствора в соломенно-желтый цвет. Таким образом, квазигетеро-генный катализатор становится явно гетерогенным. Период первичного состояния катализатора соврадает с периодом индукции. Участие катализатора окисления распространяется лишь на короткий промежуток реакции. Поэтому, как указывают авторы, представление о катализаторе в процессе окисления как о системе, постоянно находящейся в зоне реакции окисления, можно считать устаревшим. Катализатор ускоряет лишь образование первичных радикалов, являющихся инициаторами цепного процесса окисления. [c.290]

Протяженность первичных ядерных транскриптов, образуемых РНК-полимеразой И, сильно варьирует, но может достигать десятков тысяч нуклеотидных пар, т. е. соответствует размерам ряда эукариотических генов (см. гл. IX). При исследовании клеточного ядра специальными методами электронной микроскопии удается обнаружить транскрипционные комплексы (рнс. 101). Продвижение РНК-полимеразы по ДНК сопровождается образованием транскриптов, которые, взаимодействуя с белками, упаковываются в рибонук-леопротеидные комплексы. [c.172]

Важный вопрос организации хроматина касается судьбы нуклеосом при транскрипции. Электронная микроскопия интенсивно транскрибирующихся участков хроматина, например рибосомных генов, ясно показывает, что нуклеосом на них нет даже в тех случаях, когда между молекулами РНК-полимеразы, движущимися одна за другой по гену, виден промежуток. Необходимо отметить, Что регуляция активности рибосомных генов осуществляется в клетке путем изменения числа работающих генсв, но не интенсивности транскрипции. Однако промоторы рнбосомных генов всегда находятся в активной конформации (свободны от гистонов). [c.254]

Необычайно важную роль в исследовании ядрышка сыграло прямое наблюдение неупорядоченной центральной зоны ядрышек при помощи электронного микроскопа [59, 86]. На ДНК-цепях пре-РНК-генов удалось увидеть образующиеся нити РНК, покрытые белком, (рис. 15-7). С одного гена одновременно транскрибируется приблизительно 80—100 РНК-цепей разной длины. Общая длина гена, согласно электронно-микроскопическим данным, составляет 2,3 мкм, что лишь ненамного меньше рассчитанной длины полностью вытянутой молекулы ДНК (в В-форме). Однако, судя по длине образующихся транскриптов, цепи пре-рРНК многократно сложены с образованием компактной структуры. [c.227]

Согласно другим данным, некоторые из повторяющихся последовательностей распределены по всему геному случайно. Об этом свидетельствует, например, тот факт, что при ренатурации фрагментов ДНК Дрозофилы образуются кольца ДНК, которые можно увидеть с помощью электронного микроскопа [278]. Кольца во время ренатурации могут образовываться в результате фрагментации внутри повторяющихся последовательностей. В хромосомах Хепориз может содержаться около -25% таких повторяющихся последовательностей. Данные, полученные при электронной микроскопии, свидетельствуют о том, что случайная реассоциация фрагментов ДНК приводит к образованию двухцепочечных участков, содержащих повторяющиеся нуклеотидные последовательности, с одноцепочечными хвостами . Последние обычно не спариваются, поскольку содержат уникальные последовательности, пришедшие из разных генов. У Хепори повторяющиеся фрагменты ДНК включают приблизительно 300 нуклеотидов, а неповторяющиеся, или уникальные, фрагменты, расположенные между ними, — приблизительно 800 нуклеотидов [275]. [c.298]

Какие же другие функции кроме нейтрализации зарядов ДНК выполняют гистоны Первоначально считали, что эти белки могут играть, роль репрессоров генов аналогично тому, как это происходит у бактерий. Однако экспериментального подтверждения это предположение не получило. Гистоны, по-видимому, образуют своеобразный комплекс с нитями ДНК. Сравнительно недавно с помощью электронного микроскопа были получены микрофотографии, на которых видно, что хрома-типовые волокна имеют регулярно повторяющееся строение, напоминая нитки бус. Диаметр бусинки (или у-телец, или нуклеосом) составляет 7—10 нм, а длина свободной нитки между бусами равна 2—14 нм. (рис. 15-35] [290—294]. Содержание ДНК в бусинках велико. Данные, полученные методом дифракции нейтронов, свидетельствуют о том, что в у-частицах нить ДНК намотана вокруг гистонового олигомера-(рис. 15-36) [295]. Гистоны Н2а, Н2в, НЗ и Н4 обнаруживаются почти в одинаковом количестве — на каждые 100 пар оснований в ДНК приходится по одной молекуле каждого из гистонов. В растворе был получен октамер, содержащий по две субъединицы гистонов каждого типа [296]. [c.302]

Видимые в оптическом микроскопе коллагеновые волокна состоят из различимых в электронном микроскопе фибрилл—вытянутых в длину белковых молекул, названных тропоколлагеном. Тропоколлаген —основная структурная единица коллагена (рис. 21.2). Необходимо четко разграничивать понятия коллагеновые волокна и коллаген . Первое понятие по существу является морфологическим и не может быть сведено к биохимическим представлениям о коллагене как о белке. Коллагеновое волокно представляет собой гетерогенное образование и содержит, кроме белка коллагена, другие химические компоненты. Молекула тропоколла-гена—это белок коллаген. Одной из отличительных черт данного белка является то, что /з всех его аминокислотных остатков составляет глицин, 7з —пролин и 4-гидроксипролин, около 1%—гидроксилизин некоторые молекулярные формы коллагена содержат также 3-гидроксипролин, хотя и в весьма ограниченном количестве [c.662]

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]

Рис. 11.21. Полученные с помощью электронного микроскопа фотографии структур типа R-петли, образующиеся при взаимодействии клонированного мышиного -глобинового гена с 158-глобиновой гяРНК (А) и lOS-глобиновой мРНК (Б). Видно, что -глобиновый ген содержит промежуточный фрагмент последовательности ДНК длиной около 550 пар оснований, отсутствующий в комплементарной последовательности мРНК. Отсутствие соответствующей петли

Установлено, что структура хроматина в той области, где происходит транскрипция генов, отличается от структуры нетранскриби-руемых участков. Структура хромосомы в транскрибируемой области меняется, на ней образуются утолщения (так называемые пуффы ) и т. п. Электронная микроскопия показывает, что активный хроматин значительно менее компактен, чем неактианый, и в ряде случаев даже теряет нуклеосомную структуру. При этом изменения в структуре хроматина предшествуют активации транскрип- [c.416]

Разрешающая способность лучших электронных микроскопов не превышает 3 А следовательно, то, что меньше 3 А, с их помощью неразличимо. Можно ли на этом основании сделать вывод, что генетический (ре-комбинационнный) анализ имеет большую разрешающую способность, чем электронный микроскоп И да и нет. Функционально мы умеем различать детали одного гена, которые лежат друг к другу ближе чем на 3 А. Но увидеть их мы не можем вообще, фактически мы оперируем только числами изображение возможно получить лишь с помощью электронного микроскопа. Пожалуй, вряд ли целесообразно сравнивать между собой два метода, столь различных по своему принципу и задачам. После этого отступления вернемся к опытам по рекомбинации. [c.134]

Номер образ- ца исходное вещество pH гемпе-ра тура, °С продолжительность старения, ч Внешний вид частиц Кристаллическая структура электронно- микроскопи- ческим рент- генов- ским микро- диф- ракцн- онным адсорб- цион- ным [c.64]

Исследование тонкой структуры таких пуффов под электронным микроскопом показало, что их характерный вид обусловлен локальным распрямлением тысячи параллельных плотно закрученных двойных спиралей ДНК, покрытых белком, из которых построена гигантская хромосома. Каждая из этих нитей имеет вид стержня фибриллярных участков матрикса, напоминающего картину ядрышковой транскрипции в ооцитах, показанную на фиг. 249. Таким образом, пуфф является видимым проявлением активной транскрипции определенной группы генов, находящихся в соответствующем участке хромосомы. Следовательно, регистрируя расположение пуффов на гигантской хромосоме IV в слюнных железах хирономуса на разных этапах превращения личинки во взрослое насекомое, можно-изучить динамику дифференцированного выражения генов. Результат такой работы схематически изображен на фиг. 253, которая показывает наличие или отсутствие пуффов в четырех определенных участках хромосомы IV на последовательных стадиях метаморфоза. Как видно, пуффы в точках А к Б появляются и исчезают дважды за период наблюдения, причем фазы их появления противоположны. Пуффы в точках В к Г появляются лишь к концу периода наблюдения. [c.516]

Известно, что молекулы профлавина и других акридинов вклиниваются между основаниями двухцепочечных ДНК а мутагенный эффект соединения такого рода, судя по имеющимся данным, заключается в том, что они вызывают делецию (нехватку) или вставку одного или нескольких нуклеотидов. С помощью электронного микроскопа было обнаружено, что ДНК мутантного фага X, имеющего двойную делецию, на 20% короче, чем у дикого типа [303]. Изучение мутантов этого типа дало в руки исследователей ценный материал, подтверждающий три-плетную природу генетического кода [79, 80]. Особенно интересны двойные мутации в одном и том же цистроне. Если в результате второй мутации утраченная в результате первой мутации активность генного продукта восстанавливается (например, лизоцимная активность), то можно предположить, что нехватка некоторого нуклеотида в РНК скомпенсировалась вставкой по соседству другого нуклеотида [499[. [c.210]

На рис. 20.10 приведено сравнение рестрикционных карт р-глобинового гена и глобиновой мРНК. При этом обнаруживаются два интрона. Интрон большего размера совпадает с интроном, обнаруженным с помощью электронной микроскопии и показанным на рис. 20.5. Меньший интрон присутствует только на рестрикционной карте. [c.249]

Гены, кодирующие рРНК, можно исследовать под электронным микроскопом. Структура ДНК при этом плохо видна из-за плотного расположения молекул РНК-полимеразы. Это отчетливо видно на рис. 23.4 и на другом примере, показанном на рис. 30.4. Плотность упаковки ДНК можно подсчитать, разделив известную длину единицы транскрипции, которую измеряют по оси транскрипционной матрицы. Она равна примерно 1,2. Таким образом, ДНК почти полностью вытянута и не может быть организована в нуклеосомы. [c.379]

Состояние мини-хромосомы вируса SV40 можно увидеть под электронным микроскопом. В участке, составляющем до 20% всего образца, заметен пробел в нуклеосомной организации. Это хорошо видно на электронной микрофотографии (рис. 30.19). Пробел длиной около 120 нм (примерно 350 п.н.) с обеих сторон окружен нуклеосомами, занимающими весь остальной геном. Положение пробела можно определить, расщепив кольцевую мини-хромосому с помощью рестриктирующего фермента, для которого известен лишь один сайт-мишень. Видимый пробел соответствует области, чувствительной к нуклеазам. Это прямо показывает, что повышенная чувствительность к нуклеазам коррелирует с отсутствием нуклеосом. [c.391]

Имеющие оболочку вирусы животных, геном которых заключен в мембрану из липидного бислоя (см разд. 5.5.2), необычайно эффективно используют компартментацию клетки. Проследить жизненный цикл такого вируса - значит совершить путешествие по клетке. Хорошо изученным примером является вирус леса Семлики. геном которого представлен РНК, окруженной капсилом. состоящим из правильно построенной икосаэдрической (20-гранной) белковой оболочки. Белок оболочки называется С-белком. Нуклеокапсид (геном + капсид) окружен тесно прилегающим липидным бислоем, содержащим всего три белка (обозначаемых как Е1, Е2 и ЕЗ). Эти белки (белки оболочки) представляют собой гликопротеипы, пронизывающие липидный бислой и связывающие вместе мембрану и нуклеокапсид (рис. 8-80, А). Гликозшифроваппые части белков оболочки всегда находятся вне липидного бислоя, и комплексы этих белков образуют на поверхности вирусной частицы шипы , которые можно увидеть в электронном микроскопе (рис. 8-80. Б). [c.79]

Эксперименты, проводимые с очищенными препаратами подимераз и факторами транскрипции in vitro, безусловно важны для изучения условий протекания транскрипционных процессов, однако многие сведения о транскрипции ДНК могут быть получены только с помощью электронной микроскопии, которая позволяет наблюдать активные гены вместе с транскрибирующей их РНК-полимеразой. [c.148]

Обычная электронная микроскопия тонких срезов выявляет лишь гранулированные глыбки хроматина, указывая на наличие развитой внутриядерной структуры (рис. 9-100), но дает очень мало информации о том, как именно транскрибируются гены. Гораздо более информативны в этом отношении снимки изолированного ядерного содержимого, непосредственно наносимого на электронномикроскопическую сеточк> после разрушения ядер (рис. 9-70 и 9-71). На достаточном удалении от центра разрушенного ядра концентрация хроматина относительно низка, что позволяет рассмотреть индивидуальные хроматиновые фибриллы, имеющие характерный вид бус на нитке . [c.148]

Нрименение стандартных методик распластывания, благодаря которым транскрибирующиеся гены можно наблюдать под электронным микроскопом, к сожалению, часто приводит к разрушению частиц гяРНН (см. рис. 9-70). Тем не менее на этих препаратах удается обнаруживать необычного вида частицы. Их расположение достаточно убедительно доказывает участие в сплайсинге РНК. Стабильные частицы очень быстро образуются в местах соединения последовательностей нитронов и экзонов и по мере элонгации транекринта РНК они сливаются в пары с образованием больших агрегатов. Предполагают, что эти агрегаты представляют собой сплайсосомы, катализирующие сплайсинг РНК (рис. 9-79). [c.154]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология