Отбор мутантов

Одна из основных трудностей при прямом отборе состоит в выборе оптимальной концентрации селективного агента. Например, при отборе мутантов, устойчивых к различным антибиотикам, важно подобрать такую концентрацию антибиотика, которая полностью блокировала бы рост бактерий дикого типа, но в то же время позволяла бы развиваться устойчивым мутантам. Определение оптимальной концентрации методом проб п ошибок может потребовать много времени и сил. В первом примере, приведенном ниже, описан простой метод создания градиента концентрации какого-либо агента в чашке, который можно модифицировать для выявления различных типов мутантов, упоминавшихся выше. Во втором примере описывается простой метод бумажных дисков, используемый для индукции и прямого отбора ревертантов ауксотрофных мутантов. [c.29]

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]

НОСИТСЯ К стрептомицину). Отбор мутантов происходит просто, путем введения в среду яда (100 —Неустойчивые клетки утра- [c.298]

Делают посев разведений для отбора мутантов или предварительно обогащают культуру. [c.22]

Каково происхождение факторов устойчивости к антибиотикам Почему в природе так широко распространены гены, обеспечивающие инактивацию столь необычных молекул, как антибиотики Возможно, это объясняется тем, что гены устойчивости к антибиотикам в обычной ситуации выполняют какие-то нормальные биосинтетические функции, но наличие в среде антибиотиков приводит к отбору мутантов, гены которых способны обеспечивать их инактивацию. Тем не менее до конца не ясно, почему факторы, обеспечивающие устойчивость к лекарственным препаратам, появляются так часто именно в популяции, обработанной антибиотиком. Частичным решением проблемы устойчивости послужило создание полусинтетических модификаций антибиотиков, встречающихся в природе. Поскольку К-факторы переносят гены, ответственные за синтез ферментов, изменяющих специфические участки антибиотика, иногда удается химически изменить эти участки таким образом, чтобы они больше не участвовали в ферментативной реакции, индуцируемой К-фактором. [c.258]

Наиболее широко распространенные в природе органические вещества и предопределяли направление эволюции биохимических процессов в микробном мире. Однако следует указать, что не все приспособительные реакции микроорганизмов, а особенно бактерий, наследственно закреплены и являются следствием эволюции. Многочисленные изменения биохимических свойств и даже некоторых физиологических особенностей являются обратимыми и, по-видимому, представляют собой модификации. Адаптивная изменчивость микрофлоры, так широко известная при очистке промышленных сточных вод, представляется явлением сложным, где безусловно приходится сталкиваться с проявлением различных категорий изменчивости микроорганизмов. Те формы адаптации, где приобретенное свойство закреплено наследственно, образуются в результате мутационной изменчивости и отбора мутантов средой. Часто встречаемая, легко обратимая изменчивость представляет собой модификации. [c.101]

Первый способ заключается в отборе мутантов по морфологии стерильных пятен, образуемых частицами бактериофага на твердой питательной среде. Напомним, как производится титрование бактериофагов. На пластинку питательного агара в чашке Петри наливают небольшую порцию расплавленного мягкого агара (берется 0,65%-й агар с питательной средой, он плавится ири 45° С). Туда же вносится некоторый объем суспензии бактерий, на которых фаг паразитирует, например Е. соИ В для [c.366]

Необходимой предпосылкой создания более продуктивных штаммов путем отбора мутантов и рекомбинации является глубокое знание биохимии и физиологии процесса ферментации. Нам нужна также информация о том, какие стадии метаболизма являются лимитирующими, каковы термодинамические пределы повышения выхода продукта. Обычно эффективность процесса удается поднять, используя приемы как физиологии, так и генетики при этом возможности двух наук дополняют друг друга, а не противопоставляются. [c.296]

Непрямой отбор мутантов методом реплик (отпечатков). Этот безупречный метод, получивший в настоящее время широкое распространение, был предложен Ледербергами в 1952 г. Он состоит в следующем. Обтянутый бархатом штамп несколько меньшего диаметра, чем чашка Петри, прижимают к агару, на котором растут колонии бактерий. При этом часть клеток пристает к ворсинкам бархата. Если теперь прижать этот штамп к незасеянному агару в другой чашке, то на ней будет воспроизведена вся картина колоний исходной чашки. [c.440]

Теоретические и прикладные аспекты. Стратегия отбора мутантов весьма важна для дальнейшего изучения клеточного метаболизма и для выяснения механизмов регуляции. Вместе с тем эта стратегия имеет и практическое значение, так как именно она определяет пути целенаправленного отбора высокоактивных продуцентов всех тех веществ, которые могут быть получены с помощью микроорганизмов. [c.500]

Отбор — вот, наконец, то ключевое понятие, которое поможет нам выразить истинное значение мутаций. Историю развития видов, или филогенез, следует связывать не с консервативным началом (устойчивость видов), а с расшатывающим наследственность принципом отбора мутантов. Мутанты, возникшие спонтанно или полученные искусственно (между ними трудно провести границу), служат материалом для дальнейшей эволюции. Менее жизнеспособные мутанты, пусть немногим хуже приспособленные, менее удачные исходные формы будут заглушены, вытеснены немногочисленными, но более приспособленными формами, которые всегда имеются в спектре мутантов . Они будут оставлены, отобраны как наиболее приспособленные и выживут это обусловит дальнейшее совершенствование приспособления, большее многообразие и развитие более высокой организации. [c.115]

Все сказанное относится к миру бактерий, но верно и для человека. Человек также является результатом этого длившегося миллионы лет процесса возникновения и отбора мутантов , — писал в 1963 г. известный микробиолог и генетик проф. Каплан. Сформулированный более 100 лет назад в теории Дарвина принцип отбора мутантов в настоящее время признан универсальным для всех живых существ. По сравнению с Дарвином мы только приобрели более подробные сведения о механизме основных процессов, которыми мы постепенно обучаемся управлять. [c.115]

Первая задача, которая возникает здесь, это искусственное-создание и отбор мутантов, причем исходным штаммом микроба, называемым диким типом, является некий природный тип, образовавшийся в результате естественного отбора. [c.287]

Рассмотрим теперь проблему отбора мутантов того или другого типа. Здесь могут возникать различные задачи. [c.293]

Переходим теперь к рассмотрению генетики бактериофагов, сыгравшей столь важную роль в молекулярной биологии. Начнем с рассмотрения мутантов фагов Та и Т4. Существует два способа отбора мутантов фагов. Оба способа независимы и потому относятся к разным и независимым генетическим локусам. [c.366]

Исследователи считают, что отбирать НР-дефицитные или НР-минус мутанты на уровне культуры клеток — дело трудное. Недостатком отбора мутантов в культуре клеток является то, что не всегда удается регенерировать целые фертильные растения. Это мешает изучению мутаций с помощью обычного генетического анализа. Известно, что наиболее убедительным доказательством того, что мутация действительно произошла, служит возможность регенерации фертильных растений из клеточных линий и передачи признаков полученного варианта потомству от половых скрещиваний. Пока это не будет сделано, полученные изоляты можно описывать как фенотипические варианты или клеточные линии , а не как мутанты. Невозможность регенерации мутантов препятствует изучению физиологии и биохимии интактного растения и ограничивает их ценность для соматической гибридизации и трансформации растений. [c.379]

Мутации, обусловливающие конститутивное расщепление антиметаболитов. При этом клетка разрушает антиметаболит и тем самым обезвреживает его. С точки зрения отбора мутантов с нарушенной регуляцией интерес представляют только первые два типа мутаций. Дерепрессия синтеза анаболических ферментов и утрата способности подчиняться аллостерическому ингибированию часто приводит к перепроизводству й выделению в среду конечного продукта данного биосинтетического пути (метаболита). Для мутантной клетки это существенно потому, что метаболит вытесняет антиметаболит из реакции, обеспечи-вая таким образом рост клеток и образование колоний. Образующийся в избытке метаболит выделяется, диффундирует в агар и в зоне диффузии устраняет влияние антиметаболита на клетки дикого типа. Такие клетки начинают расти и образуют мелкие колонии их называют вторичными или сателлитными колониями. Центральную же колонию образуют клетки мутанта, выделяющего метаболит (рис, 16.15). Рост сателлитов указывает на то, что произошла мутация, нарушившая нормальную работу регуляторных механизмов. Но для того, чтобы установить, какого рода дефектом обусловлено накопление и выделение метаболита, в каждом случае требуется специальный анализ. [c.499]

Отбор мутантов по фазам G2 и М. [c.188]

МЕТОДЫ ОТБОРА МУТАНТОВ С ПОВЫШЕННЫМ [c.85]

Уже из этих ранних наблюдений Демереца можно было сделать важный вывод для клинического применения таких антибиотиков, как пенициллин и стрептомицин. Если для лечения бактериальной инфекции применяют пенициллин, то врач с самого начала должен вводить этот антибиотик в возможно максимальных концентрациях. Это обеспечит наибольшую вероятность юго, что будут убиты все патогенные бактерии, и снизит вероятность отбора мутантов, устойчивых к высоким концентрациям пенициллина. Если же больному, наоборот, сначала дают небольшую дозу антибиотика и затем, когда лекарство ему не помогает, дозу повышают, а потом, если и эта доза не помогает, дают еще более высокую дозу антибиотика, то при таком постепенном повышении дозы лекарства есть риск провести последовательный отбор все более и более устойчивых мутантов патогенной бактерии. При лечении стрептомицином уже не так важно избегать такого ступенчатого повышения дозы лекарства, так как даже в присутствии низких концентраций стрептомицина отбираются 1мутаиты, обладающие устойчивостью к высоким дозам этого антибиотика. Предотвратить появление таких мутантов практически невозможно. К счастью, большинство мутаций, ведущих к устойчивости, сообщает бактерии устойчивость лишь к одному типу антибиотика и оставляет ее чувствительной к другим. Так как вероятность того, что возникнет мутант с множественной устойчивостью, равна произведению вероятностей отдельных мутаций, то самый надежный способ избежать при лечении появления штаммов, устойчивых к лекарственному препарату, заключается в том, чтобы давать больному одновременно два или более антибиотиков разных типов. Увы, в последнее время бактерии стали приобретать устойчивость к антибиотикам, что сводит на нет даже эту уловку. Такое зловещее развитие событий, которое, очевидно, является следствием распространения и беспорядочного применения антибиотиков в 50-х годах, будет рассмотрено в гл. X. [c.151]

Для отбора мутантов с дефектами экспрессии генов и регуляции обмена веществ используют эффективные кетоды селекции. Один из них состоит в получении мутантов, устойчивых к структурным аналогам целевого продукта (см. с. 35). В основе другого метода лежит выделение ревертантов из ауксотрофных мутантов. У таких мутантов восстановлена способность к синтезу конечного продукта, однако механизм ретроингибирования у них не функционирует вследствие изменения пространственной структуры ключевого фермента. [c.39]

Изучение индукции р-галактозидазы у Е. соИ позволило установить, что рост клеток на среде с лактозой происходит не в результате отбора мутантов, у которых способность использовать лактозу есть следствие мутации. Способностью синтезировать этот фермент обладают все клетки. Было также показано, что в процессе индукции происходит не активирование уже имеющегося в клетках фермента Р-галактозидазы, а его синтез de novo из аминокислот. [c.121]

В ряде лабораторий ведутся на молекулярном уровне исследования различных процессов образования водорода, а также механизмов реакции расщепления воды, В образовании водорода принимают участие гидрогеназа и нитрогеназа. Сегодня активно изучаются свойства этих ферментов из разных организмов, в частности механизмы регуляции их синтеза и активности, а также стабильность в присутствии кислорода. Предметом важных исследований является также образование восстановительных эквивалентов и поток электронов к этим ферментам, которые пр.и определенных условиях служат факторами, лимитирующими активность. Эти опыты позволят понять суть ука-аанных процессов и попытаться оптимизировать выделение водорода имеющимися в нашем распоряжении генетически охарактеризованными организмами. Ряд исследователей-генетиков занят отбором мутантов с повышенной способностью к образованию ] одорода лли аммиака. Примерами удачного применения зиетодой генетической инженерии для создация ферментов с желаемыми свойствами может быть получение устойчивой к кис-.лороду гидрогеназы. Удалось повысить содержание гидрогеназ в клетках и лолучить микроорганизмы, способные выделять фиксированный ими азот в окружающую среду в форме аммиака. [c.79]

В фармацевтической промышленности для производства антибиотиков используются сейчас не исходные шtaммы микроорганизмов, а более продуктивные мутанты. Штамм гриба, открытый Флемингом, синтезировал лишь около 3 мкг пенициллина на 1 мл среды. Современные штаммы-продуценты дают минимум в 2000 раз больше. Такое повышение выхода антибиотиков-результат мутаций и отбора более активных штаммов, улучшения состава питательных сред и оптимизации условий производства. Пути биосинтеза многих антибиотиков уже выяснены, и задача состоит сейчас в том, чтобы еще больше повысить продуктивность микроорганизмов путем получения и более целенаправленного отбора мутантов. [c.344]

Второй способ отбора мутантов использует различия в клетках хозяина. Известно, что путем отбора в популяции клеток Е. oli В можно найти отдельные клетки, резистентные к фагу Tg, т. е. несорбирующие частицы фага. Как уже упоминалось, эти клетки — результат наследуемой мутации. В них изменена оболочка таким образом, что отсутствует рецепторная группа для адсорбции дикого фага Tj. Подобный мутант бактерий называется Е. соИ В2. Однако мы можем мутировать сам фаг Tg, облучая ультрафиолето-вьш светом или действуя мутагенньвш веществами на клетки, зараженные фагом. И тогда получим новый мутант фага, отличный от дикого типа, способный адсорбироваться и паразитировать на бактериях Е. oli В2. [c.367]

Печуркин Н. С. О возможности применения а1Втоселекции на протоке для отбора мутантов с измененными биохимическими свойства.ми.— В кн. Управляемы биосинтез и биофизика популяций . Красноярок, 1969. 184 с. [c.338]

К сожалению, мы еще слишком мало знаем о химии микробных мембран для предсказания детального механизма включения сидерохромов в клетку. Однако основным процессом, посредством которого сидерохромы попадают в клетку, является активный транспорт [26, 27]. Устойчивость к антибиотическому сидерохрому альбомицину была использована для отбора мутантов, неактивных в транспорте сидерохромов, о это нельзя установить, если мутантам недостает специфических связывающих белков [31]. Транспорт железа, лодобно транспорту других важных питательных веществ, может быть очень сложным и многостадийным процессом. [c.216]

Проходивший летом 1946 г. в Колд-Спринг-Харборе 11-й симпозиум по количественной биологии был посвящен Наследственности и изменчивости у микроорганизмов . Этот симпозиум стал памятным событием в истории молекулярной генетики, так как именно на этом симпозиуме было сделано сообщение о существовании пола у бактерий. (К этому вопросу мы вернемся в последующих главах.) Однако для участников симпозиума вопросом первостепенной важности были не эти совершенно неожиданные открытия, а несомненный триумф теории один ген —один фермент. Несколько докладчиков сообщили о своих исследованиях ауксотрофных мутантов у грибов и бактерий. Изложенные ими факты показывали, что рост большинства ауксотрофных мутантов действительно можно восстановить, добавляя к минимальной среде лишь один какой-нибудь метаболит. После одного из таких докладов выступил Макс Дельбрюк и указал, что, как ни убедительны на первый взгляд эти данные, они все же не доказывают правильности теории один ген —один фермент, хотя, безусловно, они и не противоречат тезису, что каждый ген контролирует образование отдельного фермента, катализирующего отдельную стадию реакции огромного метаболического ансамбля. Сам метод выделения ауксотрофов, говорил он, исключает объективность выводов, так как дает возможность обнаруживать мутанты именно такого типа, которые, судя по всему, всем хочется обнаружить. Так, если допустить, что существуют гены, контролирующие не один, а сразу очень много ферментов, то по крайней мере один из этих ферментов мог бы быть связан с незаменимой для клетки функцией. И тогда ни одно из присутствующих в полной среде относительно простых веществ не могло бы компенсировать отсутствие такой незаменимой функции. Иными словами, даже если бы допущение один ген — много ферментов было правильным, мутации в таких генах при использовании описанного метода отбора мутантов все равно бы обнаружить не удалось, так как соответствующие мутантные клетки вообще не образовывали бы колоний на агаре с полной средой. В заключение своей критики Дельбрюк предложил, чтобы поборники теории один ген — один фермент разработали такие опыты, которые бы дали возможность опровергнуть предложенную им теорию, так как если мы такими методами не располагаем, то вся масса совместимых с этим тезисом доказательств ничего не дает в его подтверждение . [c.122]

Антитерминационный белок N фага X, вероятно, проявляет свою активность, оказывая влияние на взаимодействие рибосом с РНК-полимеразой. Вспомните, что белок N действует на участках nut (также формирующих шпильки в структуре образующихся мРНК), модифицируя РНК-полимеразу таким образом, что она после этого перестает замечать большинство терминаторных последовательностей. Отбор мутантов Е.соИ, в которых белок N оказывается нефункциональным, позволил выявить существование клеточного гена nus А (от англ. N undersupplied). Белок, продукт этого гена, входит в состав активного транскрипционного комплекса, образуемого РНК-полимеразой (см. гл. 11). Считают, что мутация nus А изменяет этот белок таким образом, что он становится нечувствительным к действию белка N. Это свидетельствует о том, что белок N на участке nut модифицирует РНК-полимеразу за счет непосредственного взаимодействия с белком nus А. [c.199]

Отбор мутантов для изучения транспорта гистидина у Salmonella typhimurium подробно описан Эймсом [9]. Широко используются для этой цели мутанты zy+ Е. oli, лишенные р-галактозидазы, но сохраняющие систему транспорта для р-галактозидов эти мутантные штаммы можно получить в коллекциях генетически маркированных культур (разд. 13.10). [c.464]

Итак, в ограниченном пространстве (ареале), при наличии источника свободной энергии, конвариантно воспроизводящиеся (матричные) молекулы полиморфных полимеров с неизбежностью вступают в конкуренцию друг с другом за вещества и энергию, необходимые для построения их копий. Происходит естественный отбор мутантов по признаку кинетического совершенства— все большей итоговой скорости превращения веществ окружающей среды в вещества данного вида. Конвариантно воспроизводящиеся матричные полимерные молекулы — предмет естественного отбора — становятся объектом эволюционного развития. Такая эволюция называется биологической эволюцией. Ее объекты — живые существа. Процесс их существования — жизнь. [c.231]

Повышение выхода пролина у подобных ауксотрофов возможно путем отбора мутантов, резистентных к сульфагуанидину и 3,4-дегидропролину. Эти мутанты способны накапливать до 40 г/л пролина. [c.23]

Изучение индукции р-галактозидазы у Е. соИ позволило установить, что рост клеток на среде с лактозой происходит не в результате отбора мутантов, у которых способность использовать лактозу есть следствие мутации. Способностью синтезировать этот фермент обладают все клетки. Было также показано, что в процессе индукции происходит не активирование уже имевшегося в клетках фермента р-галактозидазы, а его синтез de novo из аминокислот. Описано несколько типов индукции. Использование субстрата идет через серию ферментативных реакций, которые можно представить схематически следующим образом [c.120]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология