Организация генома фагов

Несколько сходная организация генов обнаружена в Т четном фаге, в фаге. ТТ-и в других бактериофагах. [c.261]

Этот фаг был излюбленным объектом изучения в фаговой группе, собранной в свое время Дельбрюком. Когда возникла молекулярная биология, он стал, вместе со своей клеткой-хозяйкой (кишечной палочкой), главным полигоном для изучения репликации, транскрипции, организации генов. [c.115]

Геном фага Т4-один из наиболее крупных для его организации характерно обширное группирование генов с родственными функциями. Генетическая карта фага Т4 приведена на рис. 16.3. Гены, которые на рисунке пронумерованы, имеют жизненно важное значение мутация в любом из них предотвращает успешное завершение литического цикла. Гены, обозначенные трехбуквенными сокращениями, являются несущественными, по крайней мере при обычных условиях инфекции. Чем объясняется наличие в геноме такого большого количества несущественных генов, объяснить трудно. Но можно предположить, что они дают фагу преимущество при отборе. (В геноме большинства фагов подавляющая часть генов или даже все гены являются существенными.) [c.208]

На карте, представленной на рис. 16.6, показана организация ДНК фага лямбда в фаговой частице. Однако вскоре после инфицирования концы ДНК соединяются, образуя кольцевую структуру. При этом поздние гены объединяются в одну группу, содержащую гены лизиса [c.209]

Ключевой вопрос регуляции развития фага X состоит в том, каким образом принимается решение о выборе между лизогенным и литиче-ским путем развития после инфекции чувствительных клеток. Изучение механизма такого выбора привело генетиков к открытию многих важных особенностей физиологии бактерий и организации систем генетической регуляции. Развитие представлений о регуляции генов фага X происходило параллельно с изучением регуляции экспрессии генов [c.183]

Структура генов и организация генетического материала сложных бактериофагов (бактериальных вирусов) имеют те же особенности, что и у бактерий. Бактериофаги Т-четной серии и к— примеры наиболее хорошо изученных сложных бактериофагов. Линейно расположенные гены фага А, организованы в опероны, включающиеся в определенное время после заражения бактерий. Это необходимо для нормального развития и морфогенеза фагов. [c.478]

Как показано на рнс. 15-22, хромосома обычно подразделяется на четыре оперона короткий — продуцирующий репрессор, ранний левый, ранний правый и поздний ). Ранние опероны детерминируют в основном синтез ферментов, обеспечивающих репликацию и рекомбинацию, а также синтез регуляторных белков. Поздний оперон связан с синтезом белков, необходимых для организации вирусных частиц он должен транскрибироваться с более высокой скоростью, которая обеспечивается Продуктом гена Q. В пределах позднего оперона гены от А до F участвуют в упаковке ДНК фага Айв образовании головок, тогда как гены от 2 до / обеспечивают синтез и сборку отростков. Гены S -а. R продуцируют белки, вызывающие разрушение мембраны бактерии-хозяина и лизис клетки. На последних стадиях фазы литического развития большая часть ранних генов выключается другим репрессором фага X (кодируемым геном его). Из сказанного видно, что регуляция транскрипции даже у вирусов может представлять собой достаточно сложный процесс. [c.261]

Существуют и другие, более близкие опасности. В 1974 г. Комитет по рекомбинантным молекулам ДНК Национальной Академии наук США обратился с призывом о прекращении экспериментов в двух направлениях, которые могут представить опасность для человечества в целом [269]. В своем обращении комитет подчеркнул, что использование Е. соИ для клонирования рекомбинантных молекул может оказаться опасным, поскольку эти бактерии обитают в кишечнике человека и могут обмениваться генетической информацией с бактериями, патогенными для человека. Комитет считает, что следует добровольно отказаться от исследований в двух указанных им направлениях, которые могут привести к случайному включению в хромосому генов, обусловливающих устойчивость к антибиотикам и к образованию токсинов, а также к развитию опухолей. Особые предостережения были высказаны в отношении любых планов, направленных на сцепление фрагментов ДНК животных с ДНК бактериальных плазмид или фагов. Предполагается, что контроль за проведением такого рода исследований должен осуществляться различными организациями, субсидирующими биохимические исследования [269]. [c.296]

На генетической карте фага Т4 (рис. 7.20) видно, что вместе сгруппированы гены, ответственные за родственные физиологические функции. Такая же организация генома уже встречалась нам у фага к. Этот тип организации функционирования генома играет важную роль в ее регуляции (гл. 15). [c.221]

Полезно бросить взгляд на усложнение биологических объектов на разных, последовательных уровнях их структурной и функциональной организации. На самой низшей ступени мы можем взять, например, один из бактериальных вирусов, бактериофаг, известный под обозначением Н-17, использованный во многих исследованиях. Его наследственный аппарат содержит всего три гена. Один ген содержит информацию о структуре белка А, функция которого еще недостаточно выяснена. Второй ген обусловливает структуру белка, из которого построена оболочка фага, а третий ген направляет образование фермента, обеспечивающего репликацию, то есть получение новых копий нуклеиновой кислоты фага, когда он проникает в бактериальную клетку к начинает стремительно размножать себя. Как легко видеть, все здесь сведено к минимуму — к тому минимуму, который является уже последним пределом три гена и три белка. Но зато — что и характерно для всех вирусов вообще — этот вирус не способен практически ни к каким самостоятельным проявлениям жизнедеятельности. Лишь одно ему доступно — заражая клетку, встраивать свою наследственную программу в синтезирующие системы клетки, переключать их работу на себя и так организовать воспроизводство своих новых копий. И второе после того как вирусные частицы покидают клетку, где они были построены, и до того, как они проникнут в новую, еще не зараженную клетку, — словом, в тот период, когда вирус существует вне клетки, белковый чехол защищает его нуклеиновую нить от разрушения. Вот и все, что мы имеем на уровне бактериального вируса, фага. [c.162]

Таким образом, наиболее простые способы идентификации и классификации фагов могут быть применены и в заводской лаборатории при условии владения общими методами работы с фагами. Почему так важно определить, к какой именно семье относится выделенный на производстве фаг Фаги, относящиеся к одной семье, имеют сходную генетическую организацию. Их геномы можно представить себе состоящими из блоков генов, модулей, каждый из которых контролирует определенную функцию и связан с другими модулями в определенной, присущей фагам данной семьи, последовательности. Модули могут быть переданы от одного фага другому и при этом будут осуществлять присущую им функцию и в том случае, когда они отличаются по ДНК-гомологии от соответствующих модулей в геноме фага-реципиента. Предполагается, что для каждой семьи фагов количество вариантов таких модулей, контролирующих определенную функцию, ие может быть слишком велико. Следовательно, изучение достаточно большого количества фагов — независимых изолятов, относящихся к данной семье, позволяет предсказать, иапример, могут ли (и с какой вероятностью) встретиться фаги, обладающие такой структурой модуля, контролирующего адсорбцию, что отобранные ранее фагоустойчивые клетки ие будут проявлять устойчивости к этому новому фагу. Это позволит ориентировочно определить длительность возможного использования того или иного продуцента в производстве в нестерильных условиях, а также оценить перспективность получения штаммов, устойчивых одновременно ко всем фагам разный семей, активных на данных бактериях. [c.195]

Используя такой метод, У. Вуд и другие смогли показать, какие компоненты бактериофага способны к самосборке, а на каких этапах требуется действие генов, управляющих процессом построения частицы бактериофага (рис. 16.10). Многие из этих генов организованы в опероны, которые сгруппированы в нескольких участках генетической карты фага Т4. Казалось бы, уже на уровне биологической организации прокариот и их вирусов выработаны некоторые механизмы регуляции действия гена и генетического контроля морфогенеза. Хотя сборка надмолекулярных структур составляет важный этап внутриклеточного морфогенеза, основные механизмы регуляции действия генов у эукариот работают по-другому. [c.423]

Анализ тонкой структуры гена white у дрозофилы и гЛ-генов фага Т4 показывает, что изучение фенотипических различий может служить мощным методом генетического анализа нуклеотидной организации ДНК. Изучение генетической организации началось с исследования тонкой структуры гена white за 40 лет до того, как стала известна химическая структура вещества наследственности. Детальный анализ генетической структуры, ставший возможным благодаря нашему пониманию структуры ДНК, предвещает грядущие в ближайшем будущем времена, когда тонкая структура гена может быть изучена в мельчайших деталях. Применение метода рекомбинантных ДНК к исследованию тонкой структуры гена white закрывает одну из самых ярких глав в истории генетики. [c.184]

Исследование вирусов, особенно бактериальных, внесло огромный вклад в наше понимание генетических явлений. Быстрое размножение бактериофагов дает возможность за одни сутки производить скрещивания в потомстве двух последовательных поколений. Аналогичные скрещивания на дрозофиле требуют 3,5 недель, а на кукурузе-по меньшей мере года. Кроме того, огромная численность фаговых популяций, содержащихся в нескольких миллилитрах кyльtypaльнoй жидкости, дает возможность наблюдать очень редкие генетические события. Малый размер геномов многих фагов по сравнению с геномом бактерий, например Е. соН, позволяет идентифицировать все или по крайней мере большинство фаговых генов и весьма подробно представить себе генетическую организацию и регуляцию генома в целом. Геном фага фХ174 состоит всего из девяти генов, геном фага лямбда-менее чем из 60, тогда как геном Е. соН насчитывает, вероятно, несколько тысяч генов. Сочетание этих замечательных достоинств сделало вирусы незаменимыми генетическими объектами и привело к тому, что геномы некоторых бактериофагов изучены в настоящее время лучше, чем каких бы то ни было иных организмов. Они могут служить моделями при анализе строения и работы более сложных геномов. [c.190]

Многие геномы фагов организованы таким образом, что их генетическая карта точно отражает последовательность литического развития. Принцип оперонной организации достигает при этом своего крайнего выражения, при котором гены, кодирующие белки с родственными функциями, сгруппированы для осуществления контроля [c.206]

Крупные фаги Т2 и Т4 близкородственны. Они обладают идентичной организацией генома, и больщинство генов у них общие. Радиоавтография хромосомы фага Т4 (рис. 7.13) свидетельствует о линейности молекулы ДНК. Ее мол. масса равна 120-10 дальтон, а длина составляет 182 ООО пары нуклеотидов. Фаг Т4 был предметом интенсивных генети- [c.213]

Первым ферментом, широко использовавшимся для синтеза РНК-зондов, стала РНК-полимераза фага SP6 [4]. Это в основном было обусловлено исключительно высокой стабильностью фермента и возможностью получать его в больших количествах с помощью простых методов — в отличие от ферментов фагов Т7 и ТЗ. Однако генетическая организация фагов Т7 и ТЗ исследована достаточно полно, что дало возможность получить их ферменты путем экспрессии клонированных генов, и сейчас они легко доступны. Принцип использования фаговых РНК-полимераз идентичен для всех трех ферментов (рис. 1.1). Обычно полимеразы применяются для транскрипции линейных матриц, но существует и другой подход, основанный на таком природном свойстве этих ферментов, как преждевременная тер-минацня цепи в присутствии низкой концентрации нуклеозид-трифосфатов. Достоинство этого подхода состоит в том, что он не требует линейной матрицы, однако получаемые при этом молекулы-зонды имеют разную длину, что делает их непригодными для работы при использовании приводимых здесь методик. [c.13]

Фаг входит в группу фагов, которые инфицируют клетки Е. oli и могут лизогенизировать их. Последовательность ДНК некоторых из этих фагов нисколько не похожа на последовательность А,. Тем не менее общие принципы организации их генов и механизмы регуляции очень близки. [c.76]

Простота организации вириона и очень высокая гонцентрация вируса, достигаемая при культивировании в клетках Е. соН (более 10 2 частиц в 1 мл), позволили реализовать для нитевидных фагов подход, получивший название фаговый дисплей . Его суть заключается в том, что в составе химерных оболочечных белков нитевидных фагов экспрессируются целевые аминокислотные последовательности, которые после сборки фаговых частиц находятся (представляются) на их поверхности. При этом гены со встройками, годирующими целевые пептиды, находятся внутри таких вирионов в составе упакованного фагового генома, т. е. химерный белок и кодирующий его ген физически сцеплены (рис. 7.8). Гибридные вирионы могут быть селектированы путем аффинного связывания представленных на их поверхности чужеродных аминокислотных последовательностей с какими-либо макромолекулами. Таким образом интересующий исследователя вариант [c.196]

Разные представители почвенных и водных грамотрицательных бактерий проявляют огромное многообразие метаболических активностей, которые не только представляют значительный научный интерес, но и потенциально важны для биотехнологии. Однако ряд этих активностей нельзя воспроизвести в клетках Е. соИ, несущих в составе гибридных молекул ДНК соответствующие генетические детерминанты, так как метаболические и физиологические возможности этой бактерии ограничены. Кроме того, исследования последних лет показали, что, несмотря на фундаментальную схожесть организации генетического аппарата прокариот и способа реализации генетической информации, существуют характерные для каждой таксономической группы особенности, отличающие ее от других групп по тонким механизмам регуляции экспрессии генов. Это может приводить к тому, что гены бактерий одного семейства (рода) не будут экспрессироваться в клетках бактерий дрзтого семейства (рода) или обусловят очень низкий уровень продукции соответствующего белка. Поэтому для изучения экспрессии генов, получения суперпродуцентов с определенными свойствами и т. п. необходимо либо создавать для каждой таксономической группы бактерий специализированную векторную систему на основе плазмид и фагов [c.211]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология