Гены условно летальные мутации

Вторая трудность касается жизненно важных функций. Мутация в таком гене, вероятно, просто убьет организм. Для отбора мутантов по их жизненно важным функциям нужно получить условно-летальные мутации. Эти мутации, будучи летальными в одних условиях, либо совсем не влияют на жизнеспособность, либо оказывают [c.42]

Фиг. 169. Подробная карта фага X. Каждая заглавная буква обозначает один ген, выявленный в цис-транс-тесте с условно-летальными мутациями, дефектными по указанным на карте функциям.

Прежде чем обсуждать генетику бактерий, мы должны познакомиться с типами изучаемых мутаций и с используемыми для них обозначениями. Е. соИ дикого типа растет в лабораторных условиях на очень простой среде, единственным органическим составляющим которой служит источник углерода как правило это глюкоза. Штаммы дикого типа прототрофны (см. главу 4) они способны синтезировать любые сложные органические молекулы, необходимые для их метаболизма и роста. Эти биосинтетические способности (анаболические функции) требуют работы (экспрессии) многих существенных (т.е. необходимых для существования бактерий) генов. Многие мутации, нарушающие экспрессию необходимых биосинтетических функций, называются условно летальными (см. главу 7), поскольку бактерии с такими мутациями могут существовать только при добавлении в среду необходимых органических молекул. Такие мутанты называются ауксотрофами (т.е. требующими дополнительного питания). При изучении организации бактериальных генов мы будем рассматривать ауксотрофные мутации только в качестве генетических маркеров. Более подробно они будут обсуждаться в главе 10. Фенотип ауксотрофных бактерий обозначают латинскими буквами, указывающими соединение, которое необходимо добавлять в среду для их нормального роста. Например, Met , Thi и Pur обозначают, соответственно, мутантные штаммы, нуждающиеся в метионине, тиамине и пурине соответствующие прототрофные фенотипы (дикий тип) обозначаются символами Met, Thi и Pur. [c.228]

Для идентификации мутантов фага X, так же как и других бактериофагов, анализируют негативные колонии (бляшки). Гены фага X можно разбить на две группы существенные для формирования негативных колоний (обозначаются прописными буквами) и несущественные (обозначаются строчными буквами или буквами греческого алфавита). Существенные гены идентифицируются с помощью условно летальных мутаций либо sus, либо ts, как уже обсуждалось выше. Комплемента- [c.205]

Поскольку рибосомы играют центральную роль в жизни клетки, для получения мутантов по каждому из компонентов рибосом понадобилось много времени. Но сейчас уже удалось получить мутации почти для каждого рибосомного белка, что дало возможность картировать соответствующие гены в хромосоме. Некоторые мутации были выделены по их способности подавлять в небольшой степени синтез белка, но мутации по другим белкам удалось получить только в виде условно летальных (гл. 2). [c.111]

В таблице 7.2 перечислены 39 условно летальных мутаций фага фХ174 все они лишают фаг способности к размножению при инфицировании в непермиссивных условиях. Для того чтобы определить, влияют ли две независимо возникшие мутации на одну и ту же генетическую функцию или на разные, можно использовать комплементационный тест, описанный в предыдущей главе. Бактериальные клетки одновременно заражают фагами обоих мутантных типов при непермиссивных условиях, например при температуре 42°С, если оба мутанта чувствительны к температуре. Если в таких дважды инфицированных бактериальных клетках потомство фагов возникает, можно сделать вывод, что каждый фаг осуществляет функцию, которую не может осуществить другой (см. рис. 6.6). Такие две мутации называются комплементарными и относятся к разным генам. Выполняемый таким образом тест на комплементацию полностью аналогичен описанному в гл. 6 для мутантов эукариот. Возникает как бы диплоидная инфицированная клетка, в которой хромосома каждого фага несет по одной мутации, и наблюдается диплоидный фенотип, т. е. потомство фага либо возникает, либо нет. Заметим, что для выполнения теста на комплементацию нам не надо определять генотип фагового потомства. [c.195]

Признаки, соответствующие условно-летальным мутациям, показанным на этой карте, и природа генов, которые они затрагивают, перечислены в табл. 18. [c.291]

Фаговые гены, участвующие в синтезе ДНК в инфицированной клетке, можно идентифицировать с помощью мутаций, которые предотвращают или задерживают образование зрелых фаговых частиц. Наиболее важные из них (существенные гены) идентифицированы при изучении условно-летальных мутантов, которые можно отнести к трем фенотипическим классам. Если в результате мутации синтез ДНК полностью подавлен, можно сделать вывод, что белок, кодируемый мутантным геном, либо представляет собой необходимый компонент репликационного аппарата, либо участвует в обеспечении синтеза ДНК предшественниками (особенно гидроксиметил-цитозином). Мутации, вызывающие задержку синтеза ДНК, по-видимому, затрагивают гены, связанные с инициацией репликации ДНК. Фаги, у которых синтез инициируется, а затем останавливается, вероятно, несут мутации, затрагивающие регуляторные функции, ДНК-лига-зу и некоторые ферменты, связанные с деградацией ДНК клетки-хозяина. Имеются также несущественные гены. [c.427]

Причинами, вследствие которых ген проявляется у одних особей и не проявляется у других, а также имеет варьирующую экспрессивность, могут быть влияние внешней среды и (или) генотипа. Роль среды в проявлении гена очевидна в случае ауксотрофных мутаций и других условных деталей. Сальмонелла, несущая мутацию гена, кодирующего ИГФ-синтетазу, неспособна расти на минимальной среде, однако растет при добавлении в среду индола. Дрозофилы, несущие некоторые температурочувствительные летальные мутации, обладают нормальной жизнеспособностью при 20°С, но при 29° они или теряют подвижность, или погибают. Внешняя среда также оказывает влияние на экспрессивность [c.336]

Больщая часть фаговых генов контролирует функции, наобходимые для репликации и производства потомства. Мутации этих генов препятствуют появлению потомства и, следовательно, детальны-негативных колоний не образуется вовсе. Летальные мутации фагов, если не считать некоторых специальных обстоятельств, не могут щироко распространяться подобно рецессивным деталям у многих эукариот, поскольку фаги гаплоидны. Условно летальными мутациями называются мутации, летальные при одних условиях (называемых непермиссивными или рестриктивными) и не влияющие на размножение фагов в других условиях (пермиссивных). Эти мутации позволяют идентифицировать и изучать больщую часть генов фага. Первыми условно летальными мутациями, изученными в генетике фагов, были г//-мутации фага Т4. [c.161]

Прямой отбор широко используется для получения ревертантов (бактерий с обратными мутациями) ауксотрофных мутантов. Ауксотрофы представляют особый класс условно летальных мутантов, не способных выживать без искусственной поддержки извне в виде добавления какого-нибудь соединения — участника обмена веществ (например, аминокислоты, витамина), которое они сами не в состоянии синтезировать. Если ауксотроф возник в результате мутации, связанной с заменой оснований, его можно ревертировать (вызвать обратную мутацию, возвращающую к исходному типу) воздействием соответствующего мутагена. Помимо истинных ревертантов может возникать множество фенотипических ревертантов , которые своим появлением обязаны мутациям в локусах, отличных от тех, которые ответственны за первоначальную мутацию Например, мутанты со сдвигом рамки часто могут ревертировать за счет вторичной компенсаторной мутации со сдвигом рамки, расположенной вблизи локуса первой мутации и восстанавливающей правильное считывание триплетов. Некоторые мутанты с заменой оснований могут ревертировать под действием вторичной мутации, происходящей в другом месте мутировавшего гена. Предполагается, что при этом вторичная мутация частично компенсирует первоначальную мутацию посредством взаимодействия аминокислот, кодируемых мутировавшими локусами гена и расположенных в двух измененных областях белковой молекулы. Мутанты с заменой оснований, в особенности [c.31]

Как и в случае Т-четных фагов, у фага >. первые мутанты были получены по спектру литического действия и по морфологии стерильных пятен. С помощью скрещиваний этих мутантов была построена примитивная генетическая карта хромосомы фага X (фиг. 147). К I960 г. Элан Кемпбелл выделил большое число условно-летальных мутантов фага к, которые, как вскоре было выяснено, по своим основным генетическим свойствам соответствуют только что полученным в это время amber- или ат-щ-тантам Т-четных фагов. Кроме того, были получены и термочувствительные, или /s-мутации фага X, так что наличие набора условно-летальных ат- и /s-мутантов вскоре дало возможность идентифицировать и нанести на карту большую часть генов фага X (фиг. 169). Из этой карты еще более четко, чем в случае Т-четиых фагов, видно, что, как правило, функ- [c.340]

Как упоминалось в гл. XII, в 1960 г. был открыт класс условно-летальных мутантов бактериофага Т4, названных amber- или ат-мутантами. Напомним, что а/тг ег-мутация может возникнуть в любом из многих генов бактериофага и приводит к тому, что нормальный продукт этого гена не синтезируется при заражении обычных непермиссивных клеток Е. соИ (вследствие этого мутантный бактериофаг не может размножаться в этом хозяине). Однако при заражении клеток пермиссивного штамма К, фаговый атЬег-мутапт способен синтезировать нормальный продукт мутировавшего гена (и в этом случае происходит размножение фага). Теперь рассмотрим природу этого странного фенотипа фаговых мутантов. [c.453]

Процесс трансляции нуклеотидной последовательности ДНК в аминокислотные последовательности белков осуществляется с помощью сложнейшей биохимической машины. Структура основных составляющих этой машины также закодирована в ДНК в виде генов тРНК, рибосомных РНК, рибосомных белков и т.п. Эти гены так же, как и любые другие, подвержены мутациям, что дает генетикам возможность использовать такого рода мутации в качестве инструментов для непосредственного изучения механизма трансляции. Те мутации, которые вносят серьезные нарушения в процесс трансляции, без сомнения, должны быть летальными. Однако удается обнаружить и условно-летальные мутации, и такие мутации, которые лишь незначительно сказываются на общем ходе трансляции. Мутации этого типа довольно часто оказываются супрессирующими по отношению к каким-либо другим трансляционным мутациям. [c.91]

В приводимом ниже описании метода осуществляющий общую трансдукцию фаг Р1 Е. oli подвергают мутагенезу обработкой гидроксиламином, химическим агентом, который производит транзиции типа G —v-AT. После этого фаг используют для трансдукции реципи-ентного штамма, имеющего генетический дефект на одном из ранних этапов биосинтеза ароматических аминокислот (агоЕ). Трансдуктанты проверяются затем на наличие новых мутаций либо в одном из близко расположенных генов устойчивости к лекарственным препаратам (стрептомицин или спектиномицин), либо в различных генах рибосомных белков. Последние мутации легко выявляются как температурочувствительные условно летальные мутации [14]. [c.44]

Условно-летальная мутация - мутация, вызывающая гибель организма лишь при определенных y JIoвияx (например, при повышенной или пониженной температуре). Направленный мутагенез — экспериментальное внесение изменения в последовательность нуклеотидов в заранее заданный участок ДНК, т.е. получение мутации в определенной точке гена. [c.111]

Первые указания на то, что в системе репликации ДНК участвует целый ряд важных генетических функций, были получены благодаря выделению широкого набора условно-летальных температурочувствительных мутантов Е. соН (dna ), комплементационный анализ которых позволил соотнести их с мутациями в ряде различных генов. Среди них можно выделить два класса мутантов, которые при рестриктивной температуре (1) немедленно прекращают синтез ДНК или (2) в течение относительно протяженного временного интервала постепенно прекращают синтезировать ДНК (рис. 13.5). Первый фенотип связан с нарушением процесса синтеза ДНК в репликативной вилке, а второй-с исчезновением способности инициировать новый цикл репликации хромосомы. (В несинхронизированной культуре индивидуальные клетки мутантов второго класса, находящиеся на различных стадиях репликации, начавшейся еще при пермиссивной температуре, не прекращают синтезировать ДНК после повышения температуры до полного завершения цикла репликации хромосомы.) После сопоставления выделенных мутаций с определенными белками, на которых сказываются эти мутации, можно начать изучение функциональной роли этих белков in vivo. Локализация генов, ответственных за репликацию ДНК, на хромосоме Е. соИ показана на рис. 13.6. [c.112]

Скорее всего рецессивные мутации генов, контролирующих клеточный цикл, будут летальными. Поэтому соответствующие мутанты выделяют как условные, или условно-летальные, т. е. как мутанты с более узкой нормой реакции (см. гл. 3, раздел 3). Обычно выделяют мутанты, гибнущие при так называемой непермиссивной (обычно повышенной) температуре инкубированияг [c.63]

Основным классом условно-летальных мутантов, используемым для изучения функции парамиксовирусных генов, являются / -мутанты. Низкий уровень рекомбинации не позволяет построить карту парамиксовирусов с помощью генетических методов. Однако информация о взаимном расположении генов была получена в серии экспериментов по прерыванию процесса транскрипции вследствие УФ-повреждения матриц [13], а также с помощью методов молекулярного клонирования и секвенирования [16]. Описаны, но не нашли широкого применения природные и безусловно-летальные мутации. Правда, спонтанный мутагенез можно исследовать с помощью моноклональных антител. [c.479]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология