Комплементация мутаций

Рис. 3.30, 3.31. В двух семьях нормальные девочки имеют родителей с разными Х-сцепленными аномалиями (р и ё) цветового зрения. Все три дочери (помечены стрелками) имеют нормальное цветовое зрение, хотя они унаследовали соответствующие гены от каждого из родителей. Здесь имеет место комплементация мутаций, в результате чего двойные гетерозиготы нормально различают цвета. Тот факт, что в обоих браках матери гомозиготны, вытекает из Х-сцепленного типа наследования дефектов цветового зрения. Только гомозиготные женщины страдают дальтонизмом [668].

На карте показано относительное расположение 60 генов, идентифицированных к 1965 г., и основные физиологические свойства мутантов, дефектных по этим генам. Каждый ген идентифицирован по наличию по крайней мере одной аш-мутации, способной давать комплементацию в цис-транс-тесте саж-мутациями во всех ранее идентифицированных генах. Для некоторых генов, изображенных в виде темных сегментов, указана минимальная длина, определенная на основании частот рекомбинаций между мутантными участками одного и того же гена. Большая длина гена 34 обусловлена еще не вполне понятным явлением повышенной вероятности генетических обменов в этой области. Размеры этого гена, следовательно, завышены. В прямоугольниках указаны либо дефекты синтезов, обусловленные мутациями в соответствующих генах, либо те дефектные компоненты фагов, которые наблюдаются в лизатах соответствующих мутантов. [c.313]

При граяс-конфигурации обе копии гена несут мутацию. Комплементации нет, проявляется мутантный фенотип [c.20]

Гены дикого типа изображены серыми сплошными полосками мутации показаны цветными вертикальными линиями. Белки дикого типа также показаны серым цветом, мутантные белки показаны коричневым цветом. При транс-конфигурации обе копии гена несут мутацию. Комплементации нет, проявляется мутантный фенотип. [c.20]

Выделение мутантов имело огромное значение для изучения гена. До недавнего времени гены можно было идентифицировать только по мутациям, которые оказывались летальными или же блокировали развитие некоторого видимого или измеримого фенотипического признака. В результате картирования мутаций возникло предположение, что группа мутаций, нарушающих один и тот же признак, может быть тесно сцеплена, а использование теста на комплементацию показало, что каждая такая группа составляет функциональную генетическую единицу. Какова же природа этих мутаций [c.37]

Комплементация между делецией и отдельными точковыми мутациями [c.41]

Рис. 2.20. Делеция может комплементировать серию точковых мутаций с обеих сторон от делетированной области, но она не комплементирует точковые мутации, находящиеся в пределах делетированной области. Границы делеции определяются по смене положительного результата в тесте на комплементацию на отрицательный.

Мы уже говорили о том, что группа комплементации всегда соответствует набору мутаций, лежащих в непрерывном отрезке ДНК, прямо соответствующем белковому продукту. Однако правильность этого простого представления была поставлена под сомнение после того. [c.52]

Последствия такой организации генов для построения групп комплементации могут быть серьезными. Но это зависит от функции интронов. Мутации, нарушающие синтез белка, должны располагаться в гене в виде кластеров, каждый из которых соответствует отдельному экзо- [c.52]

Но если окажется, что интрон кодирует какой-то белок, тогда мутация, нарушающая функцию этого белка, будет относиться к независимой группе комплементации. В этом случае мутации в экзонах образуют серию кластеров, относящихся к одной группе комплементации. А между двумя такими кластерами будет находиться ряд мутаций, относящихся к другой группе комплементации. [c.53]

В некоторых случаях перекрывание бывает более сложного типа. У вирусов прокариот и эукариот обнаружены гены, у которых одна и та же последовательность ДНК принимает участие в синтезе двух негомологичных белков. Как мы увидим в гл. 4, это происходит в результате считывания одной и той же последовательности в двух различных рамках. Мутация в перекрывающейся области в зависимости от ее типа может нарушать функцию одного или обоих генов и входить сразу в две группы комплементации. [c.53]

В результате 1/кс-доминантности оказывается невозможным определить принадлежность мутации к группе комплементации. (Способность к комплементации характерна то.тько для генов, выражение которых связано с образованием диффундирующих продуктов.) Это значит, что в тех случаях, когда два 1/кс-активных сайта расположены вблизи друг от друга-например, промотор [c.180]

В случае некоторых мутантных репрессоров имеет место определенный тип взаимодействия, названный негативной комплементацией. Она может наблюдаться при комбинировании генов lad w. lad . Мутация lad ведет к образованию репрессора, который не способен связываться с оператором и является поэтому представителем аллелей- конститутивного типа. Поскольку мутация типа lad инактивирует репрессор, она является рецессивной по отношению к дикому типу. Однако символ — d указывает, что этот вариант негативного типа проявляет доминантность в случае объединения с аллелем дикого типа. [c.184]

Будут ли мутации, затрагивающие интроны, проявляться в нарущении функционирования гена Известно, что, поскольку интроны быстро эволюционируют, их последовательности менее консервативны, из чего следует, что многие, а возможно, и больщинство изменений в ин-троне останутся незамеченными. Более того, эти последовательности будут удалены при экспрессии гена. Имеется несколько примеров мутаций в интронах ядерных генов, которые влияют на узнавание РНК аппаратом сплайсинга. Обычно такие изменения затрагивают универсальные пограничные последовательности, препятствуя правильному удалению интронов (гл. 26). Такие мутации относятся к числу 1/мс-мутаций и поэтому могут рассматриваться как дополнительные члены одной группы комплементации. [c.256]

Одно из возможных объяснений состоит в том, что разные способы экспрессии генов сложного локуса приводят к образованию неодинаковых продуктов. Различия между этими продуктами могли бы быть обусловлены перестройками ДНК (что в настоящее время кажется маловероятным, поскольку каких-либо изменений в геноме обнаружено не было) или наличием разных способов протекания сплайсинга. Такие модели способны дать объяснение перекрывающимся, но близким способам комплементации, при которых мутации иногда затрагивают независимые гены, расположенные в пределах локуса, а иногда-гены, входящие в состав одного сложного локуса. [c.263]

В отличие от обычной ситуации, когда ген мозаичен, но во всем остальном соответствует традиционным представлениям, имеется ряд примеров, когда однозначное соответствие между геном и белком отсутствует. При этом одному и тому же участку ДНК может соответствовать более чем одна последовательность мРНК. Поэтому информация, закодированная в специфическом участке ДНК, не является однозначной, а зависит от способа его экспрессии. В таком случае нельзя ожидать, что комплементация мутаций будет осуществляться обычным способом. [c.256]

Наибольщее количество данных имеется о домене икгаЬикогах, в котором обнаружено несколько различных групп комплементации. Мутации в каждой группе образуют набор мутантных аллелей со сходным фенотипом разной степени выраженности, но характеризующимся одними и теми же типами трансформации тканей. Каждый набор соответствует гену, ответственному за определенный участок тела. Внутри локуса Ьккогах, таким образом, имеется несколько индивидуальных локусов, продукты которых выполняют сходные функции в процессе развития мухи. [c.262]

Большой интерес для генетической инженерии представляет достижение правильной экспрессии клонированной генетической информации в клетках-реципиентах. Экспрессию легко выявить, если клонируемый ген при правильной транскрипции и трансляции обеспечивает функциональную комплементацию мутаций генома клетки. В этом случае нужный гибрид может быть обнаружен простым отбором трансформированных клонов на селективной среде. Например, в одной из первых работ такого типа, выполненной в 1976 г в лаборатории Р. Дэвиса, выяснилось, что гибридная ДНК, полученная при встройке определенных фрагментов хромосомной ДНК дрожжей-сахаромицетов в ДНК векторного фага Я, комплементирует мутацию Е. соН hisB. Клоны, содержащие такие гибриды, отбирали по способности клеток расти на питательной среде без гистидина. В дальнейшем данный подход неоднократно использовался при попытке клонировать чужеродные гены. [c.35]

Как можно ответить на вопрос о том, локализованы ли мутации в одном и том же гене, в близко расположенных генах или же в генах, отстоящих друг от друга на некотором расстоянии Ответ на этот вопрос можно получить с помощью теста на комплементацию. Если два мутантных бактериофага несут мутации в разных генах, то при заражении бактерии обоими мутантными фагами одновременно часто оказывается, что бактериофаги могут размножаться в бактерии-хозяине. Поскольку в этйм случае у каждого фага есть неповрежденный ген для Одного из двух затронутых белков, все генетические функции в этом случае выполняются. Если же у обоих мутантных фагов поврежден Один и тот же ген, то такие фаги не смогут дополнять функции друг Друга при совместном заражении. Такой эксперимент часто называют Чис-гранс-сравнением. Одновременное заражение двумя различными мутантами — это транс-тест. В качестве же контроля используют цис-тест бактерию заражают одновременно рекомбинантом, несущим обе мутации в одной и той же ДНК, и стандартным фагом. В этом случае репликация должна протекать нормально. [c.250]

Когда с помощью цис-транс-теста были исследованы фаги с разными мутациями в области гП, то стало ясно, что существуют два гена—гИА и гИВ, причем они обнаруживались лишь по комплементации в цис-транс-тесте. Для обозначения участка ДНК, идентифицируемого как генетическая единица, Бензер предложил термин цистрон. Для больщинства целей, термины ген и цистрон—синонимы, и оба эти термина достаточно свобЬдно используются в бидхнмической литературе [c.250]

Какие химические процессы лежат в основе супрессии (подавления) одной мутации другой мутацией, локализованной в иной точке хромосомы Однозначного ответа на этот вопрос дать нельзя. Редко мутация супрессируется другой мутацией, локализованной в пределах того же самого гена. Такой эффект может быть назван внутригенной комплементацией. Предположим, что мутация приводит к такой аминокислотной замене, которая нарушает стабильность структуры или функцию белка. Возможно, что мутация в другом сайте, захватывая остаток, взаимодействующий с замещенной аминокислотой, меняет характер взаимодействия двух остатков, что приводит к восстановлению функциональной активности белка. Так, например, если боковая цепь первой аминокислоты мала, а в результате мутации она замещается на более длинную боковую цепь, то вторая мутация, приводящая к уменьшению размера другой боковой цепи, может позволить образующемуся белку свертываться и функционировать подобно нормальному белку. Такой случай был обнаружен среди мутантов триптофансинтетазы [144]. Мутанты этого белка, у которых Gly-211 был заменен на Glu нли Туг-175— на ys, синтезировали неактивные ферменты, тогда как двойной мутант, т. е. мутант, в котором имели место обе эти замены, синтезировал активную триптофансинтетазу. Считают, что в большинстве случаев внутригенной супрессии происходят изменения во взаимодействии субъединиц олигомерных белков. [c.255]

Так же как и пуфы политенных хромосом (которые, возможно, имеют сходное строение), хромосомы типа ламповых щеток активно участвуют в транскрипции. Считают, что приблизительно 3% ДНК участвует в образовании мРНК, накапливающейся в ооците и функционирующей на ранних этапах эмбрионального развития [272]. Было бы логично предположить, что одна петля в хромосоме типа ламповых щеток,, подобно одному диску политенной хромосомы, играет роль транскрипционной единицы. Однако здесь мы сталкиваемся со следующим парадоксом количество ДНК, содержащееся в одном диске или в одной, петле, достаточно для детерминирования 30—35 белков среднего размера. Тем не менее при анализе тонкой генетической структуры хромосомы дрозофилы в каждом диске удается обнаружить не более одной единицы комплементации [273]. Из этого следует, что всего лишь 3% ДНК дрозофилы содержат структурные гены для синтеза белков. Что же делает остальная ДНК и почему мутации в ней не приносят вреда организму Ответы на эти вопросы до сих пор, к сожалению, не получены. [c.297]

Комплементация ( omplementation) Восстановление фенотипа дикого типа (или близкого к нему фенотипа) при объединении в одной клетке двух ДНК с двумя рецессивными мутациями, находящимися в трале-конфигурации. [c.551]

Другим методом, позволяющим производить отбор гибридов, является генетическая комплементация. Этот метод был применен для обнаружения гибридов табака, при этом использовались хлорофиллдефектные мутации у родителей с последующей комплементацией в гибридных продуктах. Сочетание двух ядерных рецессивных мутаций у табака вызывает светозависимую хлорофильную недостаточность. Растения, гомозиггот-ные по любому из этих генов, выращиваемые при интенсивном освещении, обесцвечиваются и гибнут. После слияния и регенерации клеточные колонии пересаживают на среду, индуцирующую стеблевой органогенез, и культивируют на свету. [c.158]

Существование внутригенной комплементации на самом деле не снижает основной ценности определения гена, данного Бензером. Ее легко объяснить, исходя из представления о четвертичной структуре белков. Как мы уже видели в гл. IV, многие белки осуществляют свою биологическую функцию лишь в том случае, если они находятся не в виде отдельной полипептидной цепи, а в составе четвертичной структуры, образованной из двух или большего числа полипептидных цепей. Так, мы уже упоминали, что Р-галактозидаза представляет собой агрегат, состоящий нз четырех идентичных полипептидных цепей. Рассмотрим теперь /5-мутацию в гене, определяющем белок, который проявляет свою ката-.литическую активность, лишь находясь в форме комплекса, построенного из четырех идентичных полипептидных цепей. В этом случае мутантный фенотип 1з, очевидно, возникает в результате появления в одном из участков мутантной полипептидной цепи неподходящей аминокислоты. Вследствие этого интервал температур, в котором агрегат, состоящий из четырех цепей, может принимать физиологически активную четвертичную структуру, оказывается суженным. Это значит, что, хотя при пермиссив-ной температуре 25 °С такой агрегат сохраняет свою активность, при 42 °С он денатурирует. Допустим теперь, что в одной и той же клетке присутствуют две копии гена, определяющего рассматриваемый белок, и, как в цис-транс-тесте, эти копии несут разные мутации. Тогда должны возникнуть гибридные агрегаты мутантного белка, из четырех полипептидов которого часть синтезирована под контролем одного, а часть — под контролем другого /5-мутантного гена. В этом случае существует возможность, что интервал температур, в котором гибридный мутантный агрегат образует функционально активную структуру, окажется шире интервала температур для образования функционально активных агрегатов, состоящих только из одного типа мутантных полипептидов. Это значит, что два разных замещения аминокислот в первичной структуре белка, вызванные двумя й-мутациями, могут привести к взаимной компенсации. В результате такой компенсации агрегат из мутантных полипептидов, так же как и белок дикого типа, сохраняет стабильность в широком интервале температур. [c.314]

Внутригенная комплементация наблюдается и при обычных мутациях с потерей функции (см. гл. VI). В этом случае два мутанта по одному и тому же гену синтезируют каждый по полипептидной цепи, не обладающей функциональной активностью ни п/ м каком температуре. Ком-плементируя друг с другом, они образуют функционально активные гибридные четвертичные структуры. Тот факт, что Бензер не обнаружил никакой внутригенной комплементации в своей большой коллекции гП-мутантов, дает основание думать (хотя и не доказывает это), что биологическая активность белковых продуктов генов гИА и гПВ обусловлена [c.314]

Представление о бессмысленных кодонах объясняет также наблюдения, описанные в гл. XIII, относительно внутригенной комплементации мутантов по ферментам, состоящим из нескольких субъединиц если чувствительные к температуре мутанты (/s-мутанты), у которых мутации локализованы в генах соответствующих ферментов, способны к внутригенной комплементации, то у мутантов по тем же самым генам этого явления никогда пе наблюдалось. Действительно, в отличие от гомологичных полипептидных цепей s-мутантов, содержащих аминокислотную замену, неполные цепи, образующиеся при заражении непермиссивного хозяина атЬег-мутантами, вероятно, не могут объединяться друг с другом, образуя при этом каталитически активную четвертичную структуру белка. [c.453]

Оказалось, что такие фаги содержат мутацию в гене, кодирующем полипептид длиной 320 аминокислот, необходимый для проникновения фага в клетку-хозяина в каждой частице фага Г2 содержится по одной молекуле такого полипептида. И наконец, мутанты группы III не могут образовывать нормальный белок оболочки, так как они содержат мутации в структурном гене этого белка. Более того, в ограничивающих условиях мутанты группы III синтезируют ненормально большие количества РФ и РП, так как плюс -цепи РНК, образующиеся в зараженных клетках, не инкапсулируются фаговым белком и, следовательно, могут служить матрицами для новых минус -цепей. Опыты по комплементации, в которых бактерии одновременно заражали двумя мутантами фага f2, показали, что три фенотипические группы четко совпадают с тремя группами комплементации при смешанном заражении бактерий двумя фаговыми мутантами, относящимися к разным или к одной и той же фенотипической группе, наблюдается соответственно нормальное или ненормальное развитие фагов. Эти результаты позволили заключить, что в РНК фага f2 закодировано не более трех белков. Следует отметить, что ни в одном из опытов со смешанным заражением не было обнаружено генетической рекомбинации между фагами. Значение такого результата неясно, так как большинство культур мутантов фага 12 содержит до 0,1 % ревертантов дикого типа. Столь высокая скорость мутаций генома РНК затрудняет поиски редких рекомбинантов. Конечно, возможно, также что генетическая рекомбинация тежду геномами РНК вообще не происходит и что этот процесс присущ только полидезоксирибонуклеотидам. [c.475]

Процедура проверки комплементации двух мутаций состоит в том, чтобы выяснить, будет ли транс-гетерозиготы дикий фенотип (мутации в разных гён х) илй же" Т 1утантный (мутации в одном гене). Чтобы выполнить этот эксперимент с эукариотами, нужно сконструировать соответствующую двойную гетерозиготу в случае виру- [c.19]

Если две мутации не комплементируют при трансконфигурации, то делается вывод, что обе они нарушают одну и ту же функцию. Такие мутации относят к одной группе комплементации. При анализе г//-области фага Т4 все мутации распределились на две группы комплементации в каждой из этих групп мутантные сайты расположились в линейном порядке. Внутри группы гПА и внутри группы гПВ никакие две мутации не комплементиро-вали друг друга, но любая мутация гПА была комплементарна любой мутации гПВ. Эти данные говорят о том, что г//-мутации соответствуют двум соседним группам комплементации, затрагивающим одну и ту же фенотипическую функцию. [c.19]

Описанный выше метод носит название цис/транс-тест или тест на комплементацию ГфункщЕОнальный тест на. алделизм -Яер.]. С его помощью определяют группу комплементации как протяженную единицу, все части которой должны быть дикого типа и находиться в одной хромосоме. Единичная мутация в любой части может нарушить функцию. Эта генетическая единица получила название цистрон. Согласно этой терминологии, две мутации в одном и том же цистроне не могут комплементи- [c.19]

Однако иногда наблюдается исключение из правила, что комплементировать могут только различные гены,-это в том случае, когда ген кодирует полипептид, представляющий собой субъединицу гомомультимерного белка. В клетке дикого типа активный белок состоит из нескольких идентичных субъединиц. В клетке, содержащей два различных мутантных аллеля, их продукты могут смешиваться, образуя мультимерные белки из субъединиц обоих типов. Иногда происходит взаимная компенсация мутаций, и в таком случае белок со смешанными субъединицами может быть активен, тогда как белки, содержащие только по одному типу мутантных субъединиц, неактивны. Такое явление называют межаллельной комплементацией. [c.19]

Какова природа мутаций в интронах Мутации в нитронах не могут прямо нарушать структуру белка, так как интроны не входят в состав мРНК они могут препятствовать образованию мРНК-например подавляя сплайсинг. Такой эффект интронных мутаций ограничивается только определенными аллелями, которые не комплементируют другие интронные мутации и должны относиться к той же группе комплементации, что и экзоны. [c.53]

У вирусов высших организмов, а иногда и в самих эукариотических клетках, обнаружены альтернативные типы экспрессии генов. В этих случаях возможно переключение в процессе сплайсинга. При образовании мРНК один конкретный экзон может быть соединен с любым из нескольких других экзонов. В результате образуются различные белки, у которых одна часть общая, а другая варьирует. Такой пример рассматривается на рис. 3.13, где показано, что некоторые участки про-мРНК в одном случае ведут себя как экзоны, а при другом типе сплайсинга оказываются интронами. У мутаций в таких участках-очень сложные комплементационные свойства, и не всегда возможно отнести их к какой-либо независимой группе комплементации. [c.54]

Каждая из трех других групп мутаций, ЬохЗ, box 10 и box 7, представляет собой небольшой кластер мутаций, затрагивающих интрон. Их проявление при постановке комплементационных тестов свидетельствует о том, что это мутации нового типа. Мутации, входящие в каждый из перечисленных трех кластеров, образуют одну группу комплементации. Эти мутации не могут комплементировать другие мутации своего кластера, но могут комплементировать мутации любого другого кластера, как аналогичные, так и мутации в экзонах. [c.259]

Обычный ген, в том числе и прерывистый ген, на уровне построения генетической карты обнаруживается как кластер прочно связанных некомплемен тирующих мутаций. Признак сложного локуса-наличие расположенных на значительном расстоянии друг от друга мутаций, занимающих довольно больщой участок на генетической карте и часто характеризующихся сложным способом комплементации. Например, мутации могут распадаться на несколько перекрывающихся групп комплементации. Отдельные мутации способны вызывать различные сложные морфологические изменения фенотипа. [c.262]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология