Мутагенез, вероятность

Рис. 9.15. Пары БУ—А и БУ—Г. тем, что мы не знаем, какой вырожденный кодон находится в данном месте ДНК. Однако определение аминокислотного состава ряда ревертантов амбер-мутантов (т. е. результатов мутаций, приводящих к бессмысленному кодону УАГ) в белке головки фага Т 4 показало, что замены пар оснований в различных локусах цистрона происходят с разными вероятностями [143]. Мутации ЦАА-)-УАА в локусе г II фага Т4 индуцируются ЫНгОН с частотами, меняющимися в 20 раз в зависимости от локуса ДНК [144]. Сходные факты обнаружены при ультрафиолетовой реверсии этих мутаций [145]. Все приведенные выше факты могут объясняться и тем, что вероятности мутаций внутри цистрона зависят от направления репликации гена, близости контрольных, регулирующих элементов и т. д. Однако Кох получил прямые доказательства влияния соседних пар оснований на мутагенез [146].

Рассмотрены некоторые различия в оценке мутации генетиком и селекционером, учет которых содействует использованию данных одной науки в другой, вероятность возникновения селекционно-ценных признаков при обработке химическими мутагенами, значение физиологических мутаций в селекции, черты генетического своеобразия растений и животных, существенных для мутагенной селекции, а также возможный вклад химического мутагенеза в естественный отбор. [c.341]

Количественно мутагенез следует рассматривать как реакцию 1-го порядка относительно ДНК и мутагенного агента. Именно тот факт, что кинетика накопления мутантов подчиняется 1-му порядку, свидетельствует о том, что необходимо одно эффективное столкновение молекулы мутагена с молекулой ДНК, чтобы произошла мутация. Это доказывает, что химический мутагенез затрагивает лишь одно звено в цепи ДНК. Второе доказательство — сравнительно высокая вероятность реверсий. Если бы мутация затрагивала несколько звеньев цепи ДНК, то вероятность одновременного исправления этих звеньев была бы очень малой величиной. Однако большинство простых замещений может быть эффективно исправлено действием того же мутагена. [c.406]

В существующих теориях спонтанного, химического и радиационного мутагенеза большое значение придается таутомерным переходам оснований. Экспериментально эти переходы при действии ионизирующей радиации не исследованы, но по расчетам предполагается, что для ионной формы оснований наиболее вероятна таутомеризация А и Ц, что приводит к тем же заменам А->ГиЦ->Т. [c.30]

Даже в опытах по радиационному мутагенезу многое протекает под контролем измерений, зависящих от чистоты генетического состояния, несмотря на естественное подчинение ускоренных частиц и квантов, осуществляющих мутации, микрофизической норме измерений. Последняя делает вероятным мгновенное формирование возмущенных состояний и смещение валентных электронов, с разрыхлением межатомных и других связей, предшествующих генетическим переменам. При радиационном мутагенезе не наблюдают прямо автономную микрофизическую реакцию, а судят по его генетическим результатам. Более высокое по рангу самостоятельное генетическое начало соответствия проходит испытание не только при химическом мутагенезе, но в радиационном эксперименте его участие пока пе удавалось проследить. [c.40]

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]

Традиционные каналы научной коммуникации - научные общества, конгрессы, журналы-до сих пор не обеспечили преодоления трудностей, возникших при изучении мутагенеза, вызванного факторами окружающей среды. Координация работ по химическому мутагенезу такими международными организациями, как ВОЗ, оказалась менее эффективной, чем в области радиационного мутагенеза. Некоторое прояснение ситуации было достигнуто благодаря ряду публикаций, в которых основной акцент сделан на методах исследований [1489 212]. Вероятно, необходимое здесь решение будет заключаться в создании новых институтов, организующих научный поиск на всех уровнях. К сожалению, до сих пор успешное проведение мобилизации широких научных сил такими институтами удавалось только при соблюдении двух условий [c.223]

Вопрос о том, какое из оснований с наибольшей легкостью переходит в редкую форму и, следовательно, включается в спонтанный мутагенез, был исследован в работах [13— 18]. Исследуя я-электронную структуру оснований и предполагая, как обычно, что именно она определяет легкость таутомерных превраш,ений, авторы [13] показали, что Ц и Г имеют наибольшую склонность к существованию соответственно в иминной и лактимной формах. В этой же работе Б. и А. Пюльманы пришли к заключению, что Ц — то основание, которое имеет наибольшую вероятность тауто-меризации. Последнее, однако, противоречит экспериментам [19—21], показавшим, что константа таутомерного равновесия для Ц меньше, чем для У. [c.9]

Не следует забывать и о значении индуцированного мутагенеза в повышении разрешающей способности генетического анализа. Повышение частоты мутаций гарантирует возможность создания обширных генетических коллекций и тем самым увеличивает вероятность все более плотного маркирования хромосом. Только при этом возникает возможность и необходимость изучения рекомбинации и взаимодействия между тесно сцепленными участками генетического материала. [c.371]

Большинство выделенных ts-мутантов было производными намеренного мутагенеза [58, 248]. Эта процедура может давать большое число мутаций для каждого мутанта вируса гриппа. Вероятность многократных мутаций впоследствии возрастает за счет пассажей с бляшки на бляшку, проводимых в процессе приготовления пулов мутантов [254] селекция мутантов с низкой бляшкообразующей способностью при непермиссивной температзфе будет также способствовать селекции многократных мутантов [248]. Поэтому велика вероятность появления безмолвных мутаций в дополнение к ts-повреждениям в процессе исследования, и об этом необходимо [c.190]

Такой важный источник разнообразия иммуноглобулинов, как соматический мутагенез, не оставляет последствий в генах ТкР. Вероятно, это обусловлено тем, что Т-клетки должны распознавать продукты МНС и поддерживать толерантность к собственным антигенам организма. [c.146]

В опытах по регенерации растений был обнаружен эффект повышенного темпа спонтанного мутагенеза культивируемых клеток. Он заключается в следующем. Растения, выращенные из отдельных клеток одной и той же каллусной ткани, проявляют большую генетическую вариабельность и различаются по многим признакам. Причины этого не ясны. Вероятнее всего, мутации возникают вследствие дерепрессии подвижных генетических элементов. Но как бы то ни было, данный эффект дает возможность осуществлять просмотр (скрининг) вариантов и отбирать те из них, которые обладают полезными агрономическими признаками. [c.141]

Роль МДГ в экспрессии прилежащих к ним генов, в мутагенезе и в общей эволюции эукариотич. генома м. б. весьма значительной. МДГ-подобные элементы могут включаться в геном вирусов, а с ними, вероятно, переноситься между организмами одного или разных видов. [c.80]

Изменение специфичности фермента Олигонуклеотид-направленный мутагенез используют в основном для улучшения уже суше-ствуюших свойств ферментов, но, вероятно, с его помошью можно изменять ферменты таким образом, чтобы они преобретали другую специфичность. Например, таким способом на основе относительно неспецифичной эндонуклеазы Еок были получены новые сайтспецифичные эндонуклеазы. [c.173]

В опытах в Мг были получены десяткп различных типов морфофизиологических мутаций ярового ячменя [2—5]. Для селекции на устойчивость к полеганию представляют интерес эректопдные мутанты, характеризующиеся повышенной, по сравнению с исходными формами, прочностью соломины. Такие мутанты индуцированы как с помощью радиационного, так н химического мутагенеза. Оказалось, что вероятность получения эректоидов больше прп использовании в качестве исходного материала гибридных семян первого поколения [2]. [c.199]

Мутации бактерий и вирусов вызываются в эксперименте искусственно с помощью облучения ультрафиолетовым светом или рептгеповскими лучами, а также действием специальных веществ — мутагенов. В основе мутаций лежит всегда химическое изменение ДНК в том или ином цистроне. Это несомненно сейчас для всех типов мутагенеза. Мутагенез под действием лучистой энергии связан, по всей вероятности, с образованием свободных радикалов непосредственно в клетке и атакой этими радикалами ДНК или образованием возбужденных атомов в ДНК. [c.290]

Мутагенез под действием рентгеновских лучей был открыт сначала Надсоном и Филипповым (1925) в СССР на микроорганизмах, а затем Меллером в США (1927) на высших организмах. Было показано, что вероятность возникновения мутаций под действием излучения пропорциональна дозе (до доз порядка 2000 рентген) и не зависит от мощности облучения, т. е. от времени, в течение которого дается доза (Тимофеев—Рессовский). Следовательно, эффект облучения — линейный, т. е. вероятность мутаций пропорциональна общему числу поглощенных квантов энергии. От- [c.403]

Рентгеновские лучи создают частично в воде, а также в самой нуклеиновой кислоте активные свободные радикалы и возбужденные метастабильные состояния весьма реакционоспособные. Радикалы и ведут химические реакции, изменяющие ДНК. Ультрафиолетовый свет является хорошим мутагенным агентом для бактерий, которые могут быть подвергнуты облучению в тонком слое. Изучение спектра действия , т. е. вероятности мутагенеза как функции длины волны, обнаружило оптимум при 260 т и, т. е. в максимуме поглощения нуклеиновых кислот. Квапт hv в этом случае недостаточен для ионизации, но вполне обычен для фотохимических реакций, проходящих через стадии радикалов или метастабильных состояний. Важное наблюдение заключается в том, что можно облучить сначала пустую питательную среду, затем ввести в нее бактерии и вызвать мутагенез. [c.404]

То обстоятельство, что в макромолекуле ДНК существуют точки, атакуемые с разной вероятностью, не вызывает удивления. Здесь может сказаться различная плотность расположения водородных связей в зависимости от природы соседних звеньев, а также различная прочность химических связей, вызываемая электронным влиянием я-электронов соседних оснований. Вполне можно себе представить, что определенные сочетания соседних звеньев являются слабыми местами, куда направляется атака химических мутагенов, в частности и тех эндогенных химических веществ, которые производят спонтанные мутации. Существование горячих точек на генетической карте не является привилегией только бактерий и вирусов. Фактически генетика высших организмов давно сталкивалась с этим явлением. Известны необычайно высокие вероятности мутации некоторых генов кукурузы (вероятность спонтанных мутаций достигала 0,1% вместо обычных 10 % на поколение). Известны также многочисленные случаи неустойчивых , легко ревертировавших мутаций с необычайно лржюкой вероятностью реверсии, доходившей до 1 % на поколение, изучение горячих точек и их специфичности к действию му-гёнов дает надежду овладеть в будущем процессом направленного -мутагенеза, т. е. сознательным управлением изменчивостью организмов. При этом сами по себе мутации сохранят характер статистического явления, которое можно рассматривать в принципе лишь с помощью понятий теории вероятностей. [c.409]

В дальнейшем выделенные линии можно вновь скрестить, чтобы повыс ить вероятность возникновения генотипов с максимальным числом аддитивно ценных генов, появившихся в результате облучения или воздействия другого мутагена. Следует еще добавить, что с помощью мутагенеза удается разорвать нежелательные корреляции между признаками например, между урожайностью и склонностью к полеганию. Устойчивые корреляции между признаками часто обусловливаются тем, что гены, контролирующие данные признаки, тесно сцеплены, то есть находятся близко друг от друга в одних и тех же хромосомах. Мутагенез вызывает хромосомные перестройки и нарушает эти сцепления, а заодно и нежелательные корреляции. [c.163]

Что представляет собой механизм появления ошибок Можно предположить, что определенный компонент пути репарации обусловливает продолжение репликации за сайтом повреждения. Когда ДНК-полимераза минует тиминовый димер, она включает неправильные основания и это приводит к появлению мутации. Существуют доказательства того, что для индукции ошибок необходимо присутствие ДНК-полимеразы III, обычной репликазы. Следовательно, рассматриваемая функция действует согласованно с нормальным реплика-ционным аппаратом. Мутации в гене, получившем название итиС, устраняют УФ-индуцируемый мутагенез, но не нарушают какие-либо известные ферментативные функции. Вероятно, продукт этого гена, итиС, служит компонентом системы, продуцирующей ошибки. [c.440]

Анализ родословных. Если мутация происходит во время раннего развития половых клеток, возможно образование герминативных мозаиков, у которых более или менее значительная часть клеток одной из гонад несет эту мутацию. Такая ситуация хорошо известна из работ по изучению мутагенеза у Drosophila melanogaster, кроме того, у мыши описан кластер клеток, возникший в результате мутации на ранних стадиях развития ооцита (см, табл, 5.15), Вероятность обнаружения таких кластеров у людей очень мала их можно выявить только в том случае, если мутация имеется в клетках, составляющих большую часть гонады. [c.183]

Метаболизм. Другой важный фактор, влияющий на вероятность мутагенеза и канцерогенеза, связан с генетически детерминированными различиями в метаболизме чужеродных веществ, включая лекарства и агенты окружающей среды (ксенобиотики). Современные данные показывают, что идентичные близнецы обнаруживают одинаковые скорости биотрансформации лекарств, несмотря на значительную изменчивость параметров биотрансфорации в общей популяции (разд. 4.5). Таким образом, генетические факторы, по-видимому, имеют основное значение при разложении ксенобиотиков. Например, работы на мышах и на людях показали, что гидроксилаза арил-углеводородов играет важную роль в превращении полициклических углеводородов в эпоксиды. Эпоксидные соединения гораздо более канцерогенны, чем углеводороды. Говоря шире, небольшая часть популяции, объединяющая индивидов, медленно инактивирующих ксенобиотик или трансформирующих данный ксенобиотик в активный мутагенный агент, будет подвержена гораздо большему риску, чем популяция в целом. Никакая тест-система с использованием экспериментальных животных не может пролить свет на этот важный аспект мутагенеза, обусловленного факторами окружающей среды. Поэтому может оказаться полезным включение в тест Эймса (см. выше) человеческого кле- [c.268]

Реально ли конструирование ферментов Вероятно, ответ на этот вопрос можно будет получить с развитием генетической инженерии. Первые успехи в сайт-специфическом мутагенезе ферментов уже имеются показана возможность биосинтеза Т4 лизоцима, содержащего дополнительную дисульфидную связь для увеличения стабильности (L. D. Реггу, R. Wetrel, 1984). Для тирозил-тРНК-синтетазы заменой аминокислоты в структуре активного центра удается понизить значение Км ферментативной реакции (А. R. Fersht et а I, 1984). [c.67]

Искусственный мутагенез — новый важный источник создания исходного материала в селекции растений. Применение ионизирующих излучений и химических мутагенов значительно увеличивает число мутаций. Однако значение экспериментального мутагенеза для селекции растений было понято не сразу. Л. Стадлер, первым получивший в 1928 г. искусственные мутации у культурных растений под действием лучей Рентгена, считал, что для практической селекции они не будут иметь никакого значения. Он пришел к выводу, что вероятность экспериментального получения изменений путем мутагенеза, которые превосходили бы формы, имеющиеся в природе, ничтожно мала. Отрицательно относились к мутагенезу и многие другие ученые. [c.216]

К сожалению, из-за отсутствия каких-либо данных о % 2 невозможно оценить величину Wк. В работе [211 предполагается, что ионизация оснований является менее вероятным механизмом спонтанного мутагенеза, чем таутомерия. Причины этого авторы видят в том, что ионизация приводит к образованию редких пар Г — Т иА — Цс меньшим числом Н-связей, и, кроме того, при включении ионизированного основания отсутствует возможность дополнительной стабилизации ДНК за счет образования комплексас [c.17]

Недавно создана, по-видимому, универсальная система для конъюгационного переноса генов различных грамотрицательных бактерий. В транспозон Тп5 с помощью методов генетической инженерии был вставлен гпоЬ-сайт плазмиды RP4. Используя обычную технику транспозонного мутагенеза, новый транспозон может быть внедрен в хромосому или криптические плазмиды различных грамотрицательных бактерий. Репликоны клетки-хозяина могут быть мобилизованы, если обеспечена в трансположении Тга-функция RP4. С помощью Тп5-гпоЬ-опосредованного переноса можно осуществлять эксперименты по картированию генов, вероятно, любого вида грамотрицательных бактерий. Кроме того, этот транспозон позволяет метить всевозможные криптические плазмиды с помощью селектируемого маркера устойчивости к канамицину и осуществлять мобилизацию их с высокой частотой в другие штаммы (R. Simon, 1985). [c.114]

На самом деле ни о каких гибридных растительно-микробных белках речь не идет вообще. При трансгенозе у растений в случае, когда трансген встраивается в область, кодирующую какой-либо ген (такая вероятность есть, но не слишком большая в генетическом материале растений собственно генами занято менее 10% всей длины молекулы ДНК), происходит выключение этого гена. Вместо него работают и дают начало синтезу определенных белков, которых они кодируют, только гены, входящие во встроенную генетическую конструкцию. У них в отличие от поврежденного гена имеются все необходимые для их функционирования регуляторные элементы. Это явление (встройки трансгенов в области ДНК, кодирующие какие-либо гены) получило название инсерционного мутагенеза. Оно широко используется в генетических исследованиях для картирования генов — определения места гена на хромосоме относительно других известных генов. [c.94]

Этими методами, дополненными данными по мутагенезу рРНК, на рибосоме постепенно локализуют сайты к когорым присоединяются тРНК, факторы трансляции, мРНК, антибиотики и другие лиганды. Пока не хватает динамических данных, но и они будут, вероятно, получены. Особенно впечатляют самые последние работы в которых удается рассмотреть самые интимные детали устройства функционально наиболее значимых областей (декодирующего участка, ПТЦ). [c.17]

Поскольку доступные в настоящее время противовирусные вещества могут обладать кратковременной или длительной токсичностью, при работе с ними в клинике необходимо соблюдать осторожность. Вероятность выявления токсического эффекта новых препаратов с течением времени увеличивается. Например, хотя видарабин относительно нетоксичен в экспериментах, контролируемых короткое время, в определенных условиях он проявляет нейротоксичность. Еще большие опасения вызывает поздний неблагоприятный эффект противовирусных препаратов, подавляющих синтез ДНК или белка. Опыт, накопленный к настоящему времени на людях, еще мал вместе с тем проверка ряда препаратов на мутагенез in vitro, а также испытания их на животных на тератогенность и канцерогенность в нескольких случаях дали положительные результаты, отмеченные ниже. Отсюда следует, что во время беременности благоразумнее избегать противов-ирусной терапии, за исключением ситуаций с необычайно высоким риском. [c.94]

Как можно видеть из приведенных схем, наибольшее число консервативных участков локализовано в имеющемся у всех ферментов (что вполне естественно) домене, отвечающем за полимеразную активность. Некоторые из этих участков связываются с ДНК, а другие с дНТФ и ионами магния. Этому домену предшествует домен, выполняющий редактирующие функции в виде 3 — 5 -экзонуклеазной активности. У термостабильных ДНК-полимераз в этом домене имеется только один консервативный участок (Taq ДНК-полимераза) или они все отсутствуют (Bst ДНК-полимераза), вследствие чего оба этих фермента лишены подобной редактирующей активности. КН2-терминальный домен у ДНК-полимеразы I несет репарирующую 5 — З -экзонуклеаз-ную активность. Подобную активность проявляют обе упомянутые выше термостабильные ДНК-полимеразы, что, вероятно, объясняет обнаруженную у них некоторую гомологию этого участка с аналогичным у ДНК-полимеразы I. Что касается большинства ДНК-полимераз, модифицированных с целью их большей пригодности для ферментативного секвенирования ДНК либо ограниченным протеолизом, либо специально созданных генно-инженерным путем, то их объединяет общая черта, заключающаяся в удалении имеющейся у их предшественников 5 — 3 -экзонуклеазной активности. Путем делеции нескольких аминокислотных остатков во втором экзонуклеазном домене Т7 ДНК-полимеразы была убрана имевшаяся 3 — 5 -экзонуклеазная активность. Сайтнаправленный мутагенез двух аминокислот в экзонуклеазном домене Кленовского фрагмента ДНК-полимеразы I привел к удалению 3 —> 5 -экзонуклеазной активности этого фермента. Как можно представить из приведенных схем, столь разные структурные организации рассматриваемых ферментов не могли не сказаться на особенностях их ферментативного действия, чему и будет посвящено дальнейшее изложение. [c.83]

В конце 90-х гг. мутационная и виру-со-генетическая теории развития опухолей объединились в одну. Показано, что трансформация нормальной клетки в опухолевую сопровождается сложным мутационным процессом, который затрагивает несколько (от 3 до 7) генов, контролирующих пролиферативную активность клеток. Мутации в каждом гене происходят независимо, и каадая из мутаций имеет очень низкую вероятность возникновения. Причины же мутационного процесса могут быть различны как физический и химический мутагенез, так и мутагенез вирусной природы, одновременно нельзя не учитывать возможность спонтанного мутагенеза. [c.235]

Простейшей формой генетического поиска является повышение мутабильности при дистрессе. При этом, как показывает 60-летний (начиная с Гершензона и Керкис а) опыт, мутации статистически направленны. Наиболее эффектно это видно в иммуногенезе. Существуют более сложные формы поиска, они, вероятно, основаны на редактировании РНК. Если направленный мутагенез можно сопоставить с бросанием несимметричной игральной кости, то редактирование РНК, как сказано в п. 6 - с выводом теоремы. [c.210]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология