Дрожжи генетика

Как мы видели на примере дрожжей, генетика располагает большими возможностями для выяснения молекулярных основ регуляции клеточного деления, если имеются способы отбора мутаций соответствующих генов. У многоклеточных животных мутации генов, непосредственно участвующих в социальном контроле клеточного деления (мы будем называть их генами социального контроля), вьщелять нетрудно. Клетка, содержащая одну или несколько таких мутаций, будет продолжать делиться, игнорируя нужды организма как целого, и ее потомство образует макроскопически видимую опухоль. [c.425]

С каждым годом все большее число разнообразных процессов микробиологического синтеза реализуется в промышленных условиях, Промышленная биотехнология становится новым перспективным направлением, открывающим необозримые горизонты использования продуктов биосинтеза микроорганизмов в народном хозяйстве. Увеличивается число биохимических заводов и комбинатов по производству уже освоенной продукции микробиологического синтеза — ферментных препаратов, витаминов, кормовых антибиотиков, аминокислот, микробиологических препаратов для борьбы с вредителями растений, кормовых дрожжей и др. Широким фронтом ведутся исследования по получению и технологии производства новых биологически активных препаратов, разрабатываемых с использованием современных достижений молекулярной генетики и генной инженерии. К перспективным задачам промышленной биотехнологии относится также реализация микробиологических процессов, направленных на решение энергетической проблемы, в том числе производство биогаза, топливного этанола, метана, топливного водорода с помощью фотосинтезирующих микроорганизмов и др. [c.3]

Общие принципы регуляции транскрипции у прокариот хорошо известны (см. гл, 10). Однако многолетние поиски регуляторных белков эукариотической транскрипции пока привели к скромным успехам. У эукариот (за исключением дрожжей) не обнаружено Простых регуляторных генетических систем, доступных для биохимического исследования. Поэтому при поиске регуляторных ДИК-связывающих белков эукариот обычно используют различные варианты методов суррогатной генетики. [c.249]

И все же нашлись некоторые ценные косвенные методы. Известно, что некоторые дрожжи при выращивании их в сахарном растворе часто приобретают способность сбраживать такой сахар, который они раньше сбраживать не могли. Для этого они начинают вырабатывать так называемый адаптивный фермент. Биохимики и генетики знают, что, как правило, данный вид дрожжей может образовывать адаптивный фермент для данного сахара только тогда, когда эта способность заложена в его наследственности. Другими словами, образование адаптивного фермента зависит от наличия соответствующего гена. Однако этот ген должен быть [c.223]

Генетически модифицированные дрожжи. Развитие генетики и молекулярной биологии дрожжей позволило приспособить многие штаммы дрожжей к потребно-стям пивоваров, что, в свою очередь, привело к упрощению процесса пивоварения. На предмет возможной модификации были изучены все важнейшие виды пивоваренных дрожжей, и созданы довольно интересные штаммы (их обзор см. в [46]). В некоторых работах [27,36,93, 95, 124] описана перенос в дрожжах так называемого гена-киллера , который представляет собой природный дрожжевой токсин, убивающий нестойкие дрожжевые клетки. Перенос этого гена в пивоваренные дрожжи помогает предотвратить их контаминацию дикими дрожжами при брожении. Некоторые из полученных дрожжевых штаммов с таким геном по характеру брожения и вкусовым качествам конечного пива дают такие же результаты, как и исходные немодифицированные штаммы. [c.70]

Роль генов-регуляторов в адаптивной эволюции остается одной из главных нерешенных проблем эволюционной генетики. Приведенные выше данные указывают на то, что изменения, происходящие в регуляторных генах, возможно, очень важны для адаптивной эволюции, т.е. для эволюции морфологии, поведения и механизмов репродуктивной изоляции. Более того, опыты, сравнительно недавно поставленные на бактериях, дрожжах и дрозофилах, показывают, что приспособление организма к новым условиям обитания часто обусловлено изменениями в регуляторных генах, хотя в дальнейшем могут возникать изменения и в структурных генах. Однако о механизмах действия генов-регуляторов у высших организмов в настоящее время мало что известно. [c.241]

Возможность осуществлять тетрадный анализ и относительная простота манипулирования сделали дрожжи важным объектом исследований по биохимической генетике. [c.180]

В последние годы в генетико-селекционной работе все чаще используются микробные протопласты. С помощью слияния протопластов можно получать генетические рекомбинанты у тех видов и щтаммов микроорганизмов, у которых не обнаружены собственные системы обмена наследственной информацией и которые в естественных условиях никогда не скрещиваются между собой. Трансформация протопластов, по-видимому, является универсальным способом введения молекул ДКК в клетки бактерий, актиномицетов, дрожжей и грибов. [c.124]

Дрожжи представляют особый интерес в связи с тем, что они являются простейшими эукариотами. Предполагается, что исследование дрожжей, к которым можно уже сегодня применять многие методы молекулярной генетики и генной инженерии, приведет к пониманию некоторых фундаментальных особенностей функционирования эукариотической клетки. [c.175]

Многоклеточные эукариоты неудобны для изучения генетики митохондрий, поскольку их клетки — облигатные аэробы, которые не могут существовать при нарушении основной функции митохондрий — дыхания. В то же время дрожжи-сахаромицеты являются факультативными аэробами. При подавлении дыхания они могут существовать за счет брожения, используя для этого глюкозу и некоторые другие сахара в качестве источников углерода. На неферментируемых источниках углерода, например, на этаноле, глицерине, лактате кальция и др., в отсутствие дыхания дрожжи не растут. [c.238]

Генетика митохондрий лучше всего разработана для дрожжей-сахаромицетов, однако ряд примеров митохондриального наследования получен и у других объектов. [c.242]

Ретротранспозоны были открыты как последовательности ДНК с неизвестной функцией, которую предстояло найти, исходя из их структуры и других свойств. В последнее время структурно-функциональный анализ полных последовательностей геномов различных организмов, таких разнообразных, как бактерии, дрожжи, нематода, дрозофила, мышь, человек, рассматривается как одно из наиболее перспективных направлений генетики, молекулярной и клеточной биологии. Предполагается, что полное описание генома является базовым этапом на пути к пониманию его функционирования в контексте целого организма. Исследование ретротранспозонов представляет собой пример изучения генетических элементов в направлении от молекулярной структуры к функции, показывающий, что путь этот даже в таком простом случае весьма сложен. [c.28]

Лаборатория молекулярной генетики дрожжей Отдела молекулярной генетики клетки [c.61]

Дрожжи Sa haromy es erevisiae — это непатогенные одноклеточные микроорганизмы с диаметром клетки примерно 5 мкм, которые во многих отношениях представляют собой эукариотический аналог Е. соН. Их генетика, молекулярная биология и метаболизм детально изучены. S. erevisiae размножаются почкованием и хорошо растут на такой же простой среде, как и Е. соИ. Их способность к превращению сахара в этанол и углекислый газ издавна использовалась для изготовления алкогольных напитков и хлеба. В настоящее время ежегодно во всем мире расходуется более [c.27]

Для экспрессии клонированных эукариотических генов интенсивно используют обычные дрожжи Sa haromy es erevisiae. Тому есть несколько причин. Во-первых, это одноклеточный организм, генетика и физиология которого детально изучены и который можно выращивать как в небольших лабораторных колбах, так и в промышленных биореакторах. Во-вторых, выделены и охарактеризованы несколько сильных промоторов этих дрожжей, а для систем эндогенных дрожжевых экспрессирующих векторов могут использоваться природные, так называемые 2 мкм-плазмиды. В-третьих, в клетках [c.136]

Для синтеза разнообразных белков, кодируемых клонированными генами, использовались дрожжи S. erevisiae. Их генетика хорошо изучена, а кроме того, их можно выращивать в больших ферментерах. Чтобы упростить очистку белков, были сконструированы векторы, обеспечивающие их секрецию. С помощью S. erevisiae было получено множество самых разных аутентичных белков. Однако многие рекомбинантные белки в этой системе не подвергались носттрансляционной модификации, к тому же их выход зачастую был недостаточно высок. Поэтому были предприняты попытки разработать другие дрожжевые системы синтеза рекомбинантных белков. [c.154]

Хотя генетика дрожжей развивается уже в течение многих лет, мы лишь недавно научились осуш,ествлять селекцию дрожжей, используемых в производстве пива. По мере углубления наших знаний о свойствах дрожжей и тех качествах, которые они придают конечному продукту, все успешнее идет работа по выведению новых штаммов пивных дрожжей. В конечном счете мы сможем создать штамм, позволяющий получить идеальный продукт. Треб ования к таким идеальным дрожжам будут, естествен , зависеть от способа сбраживания и желаемых качеств Лива. К числу наиболее важных свойств относятся продуктивность, способность формировать осадок, сбраживать мальтотриозу и т. д. Принимаются во внимание и вкусовые качества получающегося пива, т. е. образование веществ, ответственных за их формирование. Ранее основным способом получения штаммов, дающих продукт нужного качества, был их отбор из существующих пивных дрожжей. Вести отбор было выгоднее, чем заниматься гибридизацией, отчасти из-за малой способности пивных дрожжей к спорообразованию и низкой жизнеспособности аскоспор. В каждом аске образуется от одной до четырех спор, но не все они освобождаются при созревании. Дрожжи из рода Sa haromy es размножаются в основном вегетативно. При этом за счет множественного латерального почкования формируются сферические, эллипсоидные или реже цилиндрические дочерние клетки. Поскольку для развития технологии пивоварения могут понадобиться штаммы дрожжей, отличающиеся по свойствам от обычно используемых, придется прибегнуть к гибридизации. Основным вкладом биотехнологии Б пивоваренную промышленность будет создание штаммов дрожжей, способных давать пиво с желаемыми свойствами. [c.107]

Однако за последнее время нейроспору применяли в основном для генетико-биохимических исследований. Пионерами в этой области являются Бидл и Татум (лауреаты Нобелевской премии 1958 г.), которые опубликовали первые результаты своих работ на нейроспоре в 1941 г. В дальнейшем генетико-биохимические исследования проводились и на других грибах (разные виды дрожжей, Aspergillus и Ophiostoma) и очень широко — на бактериях особенно следует отметить замечательные работы Ледерберга (лауреат Нобелевской премии 1958 г.). [c.231]

Общеизвестным примером того же порядка могут служить полиплоидные серии (от п до 6п ) дрожжевых грибов Sa haromy es erevi— siae, однако они возникли не спонтанно, а посредством экспериментальной гибридизации с последовательным добавлением гаплоидного генома [18-21 ]. Эти серии служат интересной моделью для решения многих актуальных вопросов современной генетики, биофизики и других отраслей биологической науки. Исследование полиплоидных серий дрожжей делает возможным изучение проблем доминирования и взаимодействия аллелей [22 - 24]. [c.42]

Гибридизация ДНК - ДНК и ДНК - РНК. Если дуплексы ДНК, выделенные из клеток человека и мыши, денатурировать нагреванием по отдельности, а затем смешать и выдержать в течение многих часов при температуре ниже температуры плавления, то большая часть цепей мышиной ДНК отжигается с комплементарными цепями мышиной ДНК с образованием исходного дуплекса. Аналогичным образом большинство цепей ДНК человека воссоединяется с комплементарными цепями ДНК человека. Наряду с этим некоторое число одиночных цепей ДНК мыши будет связываться с одиночными цепями ДНК человека, в результате чего появляются гибридные дуплексы, в которых отдельные участки цепей ДНК мыши образуют двухцепочечные области с участками цепей ДНК человека (при наличии комплементарных пар оснований). Гибридные дуплексы возникают только при условии, что между ДНК двух разных видов существует комплементарное сходство в нуклеотидных последовательностях. Чем ближе родство двух видов, тем в большей степени их ДНК будут образовывать гибриды. Например, ДНК человека гораздо лучше образует гибриды с ДНК мыши, чем с ДНК дрожжей. При наличии комплементарных пар оснований возможно образование гибридных дуплексов ДНК — РНК. Например, в ходе транскрипции новосинтезируемая цепь РНК временно образует короткие отрезки гибридной двойной спирали ДНК — РНК (за счет спаривания ее оснований с основаниями матричной цепй ДНК). Гибридизационные тесты используют в биохимической генетике для определения того, насколько близки два вида для установления связи данной ДНК с какой-либо РНК для выделения и очистки генов и РНК и определения их нуклеотидных последовательностей. [c.300]

В одной из последних сводок по генетике дрожжей (Mortimer, Hawthorne, 1969) подробно разбираются все возможные нарушения, возникающие Б генетическом материале дрожн евых клеток во время митоза. [c.19]

Конверсия генов. Еще один относящийся к обсуждаемому предмету феномен давно известен в экспериментальной генетике под названием генной конверсии [122]. Различные данные, полученные при изучении глобиновых генов, позволяют предполагать наличие такого феномена и в геноме человека (разд. 4.3 см. также рис. 2.97). Генная конверсия есть не что иное, как модификация одного из двух аллелей другим, в результате чего гетерозигота Аа, например, становится гомозиготой АА. Винклер, который впервые обсуждал этот феномен более 50 лет тому назад, допускал физиологическое взаимодействие аллелей. Однако работы на дрожжах показали, что он связан с атипичной рекомбинацией. Данный процесс иллюстрирован на рис. 2.97. Кроссинговер всегда приводит к разрыву последовательности ДНК в сайте перекреста. Обычно разрыв репарируется, для чего последовательность сестринской хроматиды используется как матрица. Таким образом восстанавливается исходная двойная спираль. Однако иногда репарация осуществляется на матрице гомологичной хромосомы. В этом случае наблюдаются отклонения от обычной сегрегации. Генная конверсия имеет место и в соматических тканях, особенно у растений. Возможно, что в этом случае рекомбинационный процесс протекает атипично. Наличие генной конверсии не является неожиданным, поскольку спаривание гомологичных хромосом в соматических клетках и соматический кроссинговер характерны для многих видов [c.144]

Различные штаммы одного и того же рода и вида отличаются по своей способности осуществлять то или иное биохимическое превращение. Их называют природными вариантами. Рентгеновское или ультрафиолетовое облучение может иногда вызвать генетические изменения, ведущие к образованию микроорганизмов, обладающих новыми, ранее не известными синтетическими возможностями. Такие соединения, как колхицин и азотистые аналоги иприта, также являются мутагенными агентами. Измененные ормы называются мутантами. Существуют и другие подходы к решению вопросов генетики, например гибридизация дрожжей. [c.12]

На противоположном конце спектра работают методы генетики соматических клеток, гибридизация in situ, анализ генетического сцепления их разрешающая способность ограничена 1000—5000 т. п. и. И наконец, середине щкалы соответствуют три метода, позволяющие использовать данные картирования для поиска специфических молекулярных нарушений. Это пульс-электрофорез [6—И], прыжки по хромосоме [3—5] и клонирование в клетках дрожжей [12]. [c.97]

В некоторых случаях механизм взаимодействия аллелей расшифрован. Вернемся к примеру с красными и белыми дрожжами. Существует большое число красных аденинзависимых мутантов дрожжей. Большинство из них несет изменения одного и того же гена. Во всех случаях потребность в аденине и красная окраска колоний рецессивны по отношению к белой окраске и, соответственно, к отсутствию потребности в аденине. Аллель, определяющая доминантный признак, обозначается, как это принято в генетике, прописными буквами ADE — сокращенное наименование признака. Такую аллель условно называют нормальной или аллелью дикого типа. Поскольку путь биосинтеза аденина состоит из многих (двенадцати) этапов, каждый ген, контролирующий отдельный этап, имеет свой номер. Интересующий нас ген — ADE 2. [c.36]

В последние годы активно разрабатывается именно генетика одноклеточных эукариот. Это объясняется тем, что данная группа организмов включает многие объекты — продуценты белка, антибиотиков и других биологически активных веществ (дрожжи, пе-ницилл, аспергилл и другие грибы), потенциальные продуценты биомассы (одноклеточные водоросли). Многие грибы и простейшие патогенны для человека, животных и сельскохозяйственных растений. [c.182]

Первыми микроорганизмами, которые начала осваивать генетика в 30-е годы, были грибы, прежде всего J eurospora и различные виды дрожжей рода Sa haromy es. [c.182]

Разнообразие жизненных циклов и типов несовместимости у грибов накладывает отпечаток и на приемы, используемые при их гибридологическом анализе. У одних грибов половой процесс осуществляется на основе гетерогамии, как у нейроспоры, что позволяет ставить реципрокные скрещивания. У других — на основе изогамии, как у дрожжей сахаромицетов. Наряду с половым размножением существует полный или неполный парасексуальный цикл в зависимости от вида грибов. Парасексуальный цикл — это процесс объединения и последующей рекомбинации генов на основе событий, происходящих в митозе, а не в мейозе, без участия оплодотворения половым путем. Остановимся только на двух подходах, внесших существенный вклад в разработку проблем общей генетики тетрадном анализе и генетическом анализе на основе парасексуального процесса. [c.185]

Аналогичные результаты получены для дрожжей-сахаромицетов при действии аминогликозидного антибиотика паромомицина, также приводящем к фенотипической супрессии нонсенс-аллелей, возникающих в различных генах. В работах сотрудников кафедры генетики и селекции Ленинградского университета показано, что у дрожжей фенотипическая супрессия мутаций-нонсенсов происходит и при действии таких обычных условий, как понижение температуры с 30 до 20°С или при замене глюкозы на нефермен-тируемые источники углерода (глицерин, этанол или галактоза). [c.448]

Началась эпоха интегральных исследований геномов, которые образовали специфический раздел молекулярной генетики - геномику. Геномика сегодня занимается анализом структуры и функций геномов как интегрального функционального массива генов, их регуляторных элементов и других последовательностей, необходимых для функционирования генома. В круг ее интересов входит также анализ появившихся и закрепившихся в геноме паразитических эгоистических элементов, значимость которых для существования и эволюции геномов еще предстоит узнать. Начавшись с исследований генома человека, геномика значительно расширила диапазон своих интересов и включила в них множество модельных организмов - бактерии и дрожжи, нематоду, дрозофилу и мышь, геномы которых исследуются и сравниваются между собой для расшифровки структурных основ их функциональной организации. Возникло единое пространство геномной информации, которое стремительно наращивает свой информационный потенциал. Сравнительный анализ структур геномов различных организмов составляет отправную точку для функциональной геномики, которая призвана определять функциональную значимость вновь определяемых последовательностей. Концепция в гомологии структур зашифрована аналогия функций оказывается весьма плодотворной и помогает устанавливать функции генов человека на основании известных функций генов модельных организмов. Таким образом, современная молекулярная генетика оперирует в едином геномно-информационном поле, где информация о функциях генов в различных организмах интегрируется и распространяется на другие организмы. [c.6]

Современная геномика была бы невозможной без развития систем клонирования крупных фрагментов генома в специальных векторах, способных реплицироваться в клетках вместе со встроенными в них фрагментами. К таким векторам относятся, в частности, искусственные дрожжевые хромосомы (YA ), появление которых стало возможным благодаря развитию молекулярной генетики дрожжей. В результате их появления геном удалось разбить на фрагменты длиной примерно 10 пар оснований, которые в составе YA находятся в библиотеках генов. Каждый фрагмент в этой библиотеке картирован, т.е. приписан к определенному участку хромосом. Это создает предпосылки для быстрого выделения нужного фрагмента генома для работы in vitro как для структурного, так и для функционального анализа. Наличие библиотек фрагментов лежит в основе определения первичной структуры всего генома. [c.7]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология