Ледерберг

Перенос генетического материала путем прямого контакта между двумя клетками называется конъюгацией. Уже давно на основании морфологических данных предполагали, что и у бактерий может происходить своего рода спаривание однако только эксперименты с множественными мутантами бесспорно доказали, что и у бактерий возможна передача генетического материала при прямом межклеточном контакте. В 1946 г. Ледерберг и Татум провели решающий опыт с двумя мутантами Е. соИ К12, каждый из которых был ауксотрофным по двум различным аминокислотам (рис. 15.14). Один двойной мутант нуждался в аминокислотах А и В, но был способен синтезировать С и D (А В D ) другой мутант был ему комплементарен (А В" С D ). Эти мутанты не росли на минимальной питательной среде и не образовывали колоний. Однако если на ту же минимальную среду высевали смесь суспензий обоих мутантов, то колонии появлялись. Клетки этих колоний обладали наследственной способностью синтезировать все аминокислоты, т.е. принадлежали к типу A B D (были прото-трофными). Такие клетки возникали с частотой 1 10 это были генетические рекомбинанты-они объединяли в себе генетическую информацию двух реципрокно дефектных (взаимодополняющих) родительских клеток. Использование в качестве исходных штаммов множественных мутантов исключало возможность появления ревертантов, так как вероятность одновременной реверсии по двум генам составляет величину порядка 10 на генерацию. Необходимой предпосылкой рекомбинации служил прямой контакт родительских клеток. [c.456]

Дальнейший успех генной инженерии был связан с обнаружением плазмидов. В 1952 г, Дж. Ледерберг нашел, что в кишечной палочке, кроме основной ДНК, которая не переходит из одной клетки в другую, имеются еще маленькие молекулы ДНК — плазмиды, которыми бактериальные клетки охотно обмениваются. В 1959 г. в Японии обнаружили, что плазмиды содержат гены устойчивости к разным антибиотикам и именно они ответственны за быстрое привыкание бактерий к внешним ядам . [c.562]

Если настоящая книга помогла читателю разобраться в проблемах молекулярной биологии и оценить возможности этой науки, то надеюсь, что заключительные строки убедят читателя последовать совету профессора Ледерберга. Я искренне надеюсь, что все молодые люди, изучающие сейчас биохимию и современную биологию, используют те фантастические знания, которые у нас есть, на благо человечества, а добившись влиятельного положения в ученом мире, будут действовать ответственно и осторожно. [c.369]

В начале 50-х годов Ледерберг открыл плазмиды — относительно малые циклические молекулы ДНК, содержащиеся в большинстве бактерий. Плазмиды существуют независимо от хромосомы бактериальной клетки и размножаются при делении клеток. Бактерии могут обмениваться плазмидами. Разработана [c.268]

Как заявил Лурия, это открытие может стать одним из наиболее великих достижений за всю историю развития бактериологии , что впоследствии и подтвердилось. Вскоре появилась целая серия блестящих работ самого Ледерберга и других авторов, которые позволили установить, как работает генетическая система Е. соИ. Этот микроорганизм широко использовался как модельная система для изучения молекулярных основ синтеза нуклеиновых кислот и белков, а также других важнейших биологических процессов. [c.26]

Молекула вектора должна отвечать определенным требованиям быть небольшой, содержать уникальные участки расщепления рестрикционными эндонуклеазами, иметь маркеры для оптимальной селекции рекомбинантных клеток. В качестве векторов для включения чужеродной ДНК в клетки Е. соИ используются плазмиды (термин предложен Дж. Ледербергом) и бактериофаги. И те и другие являются репликонами. [c.430]

Половое размножение свойственно как растениям, так и животным. В последнее время, особенно благодаря работам Ледерберга, получены генетические доказательства возможности оплодотворения и рекомбинации также у бактерий, для которых прежде было известно только бесполое размножение. Недавно половую конъюгацию у бактерий наблюдали при помощи электронного микроскопа (см. стр. 242). [c.124]

Учение о внехромосомной наследственности бактерий имеет возраст уже более четверти столетия, однако сам термин плазмиды получил распространение лишь в 60—70-х годах, хотя был предложен Ледербергом еще в 1952 г. До этого плазмиды фигурировали в литературе под названиями, присвоенными группам плазмид, обладающих идентичными функциями, либо под общим названием эписомы . [c.112]

Когда в начале 50-х годов Джошуа Ледерберг открыл плазмиды, ничто, казалось, не предвещало этому открытию громкой славы. Собственно, все, что обнаружил Ледерберг, так это то, что в кишечной палочке, кроме основной ДНК, которая нормально не переходит из одной клетки в другую, есть еш,е маленькие молекулы ДНК, которые он назвал плазмидами и которыми бактериальные клетки охотно обмениваются. У высших организмов, кроме основной, ядерной, ДНК также существуют маленькие ДНК в цитоплазме, так что открытие плазмид у бактерий поначалу не вызвало особого интереса. [c.60]

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]

Конъюгация — представляет перенос генетического материала от клетки к клетке при их контакте. Это явление было открыто Ледербергом и Татумом в 1946 г. Они смешали два ауксотрофных мутанта Е. oli К 12, каждый из которых был неспособен к синтезу разных аминокислот и витаминов. Смесь высеяли на питательную среду, не содержащую этих веществ. На среде выросли прототрофные колонии, способные самостоятельно синтезировать все витамины и аминокислоты, по которым были ауксотрофны взятые в опыт мутанты. Эти колонии появились в результате рекомбинации генов между родительскими штаммами. Частота появления прототрофных рекомбинантов была 10 . Необходимым условием рекомбинации является осуществление непосредственного контакта между клетками родительских штаммов. В дальнейшем получены электронные микрофотографии спаривающихся клеток, между которыми образовался цитоплазматический мостик. Показано, что в процессе конъюгации оба штамма неравноценны, и генетический материал переносится односторонне, т. е. всегда от одного штамма, который условно обозначили F+ (от англ. fertility — плодовитость), к другому, обозначенному F-. Штаммы-доноры стали [c.109]

Поиск брутто-формулы, соответствующей найденной величине массы, осуществляют двумя путями. Если уже имеются какие-либо предположения о составе анализируемого иона, то можно рассчитать точное значение его массы, используя величины, приведенные в таблицах. Если же состав иона неизвестен, то используют специальные таблицы Ледерберга [28]. Компьютер намного сокращает время, требуемое для анализа и расшифровки масс-спектра. [c.164]

Простейший опыт по непрямой селекции ауксотрофных мутантов можно проделать следующим образом. Засеваем испытуемой культурой ряд чашек Петри с максимальной средой и агаром. Получаем сотни и тысячи колоний, небольшая доля которых — ауксотрофные мутанты. Далее делаем отпечатки каждой чашки с выросшими колониями на свежих чашках с агаром и минимальной средой. Для этого удобен технический прием, предложенный Ледербергом привести в соприкосновение поверхность стерильного кусочка бархата с поверхностью чашек Петри с выросшими колониями, затем коснуться бархатом поверхности агара в чашках с минимальной средой. После инкубации мы убеждаемся, что некоторые колонии на минимальной среде не растут. Это и есть искомые мутанты. Их не очень много и на них-то и сосредоточивается внимание. Платиновой петлей мы переносим их па различные промежуточные среды. Для этого нужно залить ряд чашек Петри агаром с минимальной средой плюс тем или иным метаболитом. На каждой чашке Петри наносятся в определенном систематическом порядке все найденные ауксотрофные мутанты, которым мы присваиваем определенные индексы. [c.294]

Генератор гипотез GENERATE в первой версии базировался на алгоритме Ледерберга [45, 48]. Однако впоследствии (когда была разработана программа GONGEN) ограничения стали задаваться не программой PLAN, а самим химиком. Такой подход позволил увеличить эффективность всей системы и обеспечил понятность ее специалисту [46—49]. [c.51]

В ожидании статьи Полинга я заглушал беспокойство, записывая свои соображения о половом поведении бактерий. После каникул, которые я провел в Церматте, я ненадолго съездил к Кавалли в Милан и убедился, что мои представления о половом размножении бактерий могут оказаться верными. Опасаясь, как бы и Ледерберг не пришел к тем же выводам, я торопился поскорее опубликовать статью вместе с Биллом Хейсом. Но рукопись еще не была готова, когда в первых числах февраля из-за океана пришла статья Полинга. [c.91]

Важное преимущество грибов с точки зрения их использования для генетических исследований состоит в том, что, подобно прокариотам, они на протяжении большей части жизненного цикла сохраняют гаплоидный набор хромосом. Это позволяет легко выявить биохимические дефекты, связанные, в частности, с нарушением синтеза определенных, необходимых для их существования соединений. В то же время грибы можно скрещивать и определять частоту кроссинговеров, используя эти данные для составления генетических карт. Именно поэтому изучение ауксотрофов нейроспоры, начатое в 1940 г. Бидлом и Татумом, обычно считают началом биохимической генетики. Явление рекомбинации у бактерий было открыто Ледербергом несколькими годами позже. [c.267]

Возвращаясь к проблеме биологического оружия, напомню, что говорил по этому поводу первооткрыватель процесса рекомбинации бактерий Джошуа Ледерберг на конференции в Беркли в 1971 г. Он спрашивал существует ли справедливость и объективность вне стен лаборатории По его мнению, ответ должен быть утвердительным. Ледерберг указал, что различные страны мира договорились о прекращении производства биологических видов оружия и даже сделали уже некоторые шаги для уменьшения грозящей опасности. Однако это разумное решение всегда встречает определенное сопротивление. Некоторые настаивают на организации инспекции по проверке выполнения решения. Но разве может быть какая-либо инспекция достаточно эффективной По мнению Ледерберга, в настоящее время возможна только одна форма контроля, а именно контроль со стороны самих ученых, которые должны отказаться от роли чистых ученых и взять на себя задачу 1редотарат0ть безумное. у1к>требление новейших биологи- [c.368]

Погибает большое число нрототрофных клеток, мутанты же, которые не способны расти на минимальной среде, выживают. Затем клетки отмывают от яда и засевают на чашки Петри, со-держаш,ие агар и минимальную среду с некоторой добавкой универсальной среды. На этой среде оставшиеся неубитыми клетки дикого типа образуют большие колонии, а мутанты растут медленнее и дают мелкие колонии. В результате обогащения мутантов с помощью пенициллина удается обнаружить события, происходящие с очень малой вероятностью, например порядка 10 . Найдя на поверхности агара ауксотрофные мутанты, мы можем провести детальный анализ их недостаточности, пересевая их на пластинки с промежуточными средами, как говорилось выше. Метод Ледерберга и Зиндера — весьма важное развитие приемов селекции бактерий. [c.297]

Ледерберг, Джерасси и др [191] применили для интерпре тации масс спектров методы так называемого искусственного интеллекта , позволяющие распознавать типы соединений или отдельные структурные группы Программа, получившая назва ние эвристический ДЕНДРАЛ генерирует все возможные мо лекулярные структуры с учетом заданных ограничений, для этих структур предсказываются (моделируются) масс спектры по эмпирическим корреляционным правилам и осуществляется проверка соответствия этих структур исходным масс спектральным данным Эти правила можно получать с помощью специальной программы Мета ДЕНДРАЛ [192], которая со держит алгоритм для получения правил фрагментации молекул на основании эмпирических данных для известных соединений В этой программе генератор структур использует набор полу чеииых структурных фрагментов называемых супер атом ами (структурные фрагменты могут быть получены не только из масс спектральных данных, но и из других источников), и от дельных атомов которые вместе образуют элементный состав молекулы Структурные фрагменты постепенно уточняются до их полной идентификации и включаются в генерируемые струк- [c.118]

Генетика — наука о наследственности прошла сложный путь своего развития, фактические данные и обоснованные гипотезы в ней были, к сожалению, использованы даже для утверждения таких социально-политических доктрин, которые противоречили научным истинам, этике и здравому смыслу (например, попытка обоснования превосходства одних рас людей над другими, полное отрицание генов как якобы надуманных, "мифических" и несуще-ствуюш их структур в зародышевых клетках любых организмов, доминируюш ую зависимость наследственности от условий внешней среды обитания того или иного вида, отрицание внутривидовой борьбы и признание межвидовой в параллели с борьбой классов в человеческом обш естве, и т д ) Подобные грустные страницы в истории генетики канули в вечность и этому помогло выдающееся событие в науке, когда Дж Уотсон и Ф Крик в 1953 г расшифровали двойную спираль ДНК и подвели материальнзто базу под ранее упомянутый "мифический" ген — материализация гена С тех пор прошло более 40 лет, и трудно охватить все области генетической науки, где бы ни были сделаны открытия или которые не получили бы мощного стимула для своего развития, включая современную биотехнологию Однако на фоне всех достижений в течение последних 20 лет, нельзя забывать о том, что М Фишер еще в 1868 г открыл нуклеин, Ф Гриффит в 1928 г описал явление трансформации у бактерий, а О Т Эйвери, К М Мак-Леод и М Мак-Карти в 1944 г доказали, что трансформирующим агентом является ДНК, Ж Ледерберг в 1947 г открыл процесс конъюгации у Е oh, а позже было доказано, что спаривание клеток бактерий обусловлено генетически [c.155]

Трансдукция. Трансдукция — это перенос генетического материала от бактерии-донора к бактерии-реципиенту с помощью фага. Впервые явление трансдукции было открыто в 1951 г. Ледербергом с сотрудниками у Salmonella typhimurium. Сейчас различают неспецифическую и специфическую трансдукции. При неспецифической трансдукции возможен перенос фагом любого признака от бактерии-донора к бактерии-реципиенту. Перенос осуществляется только умеренными (невирулентными) фагами. Умеренные фаги способны заражать бактерии, однако не размножаются в них и не вызывают лизиса, а включаются в ДНК бактериальной клетки и в таком неинфекционном состоянии в виде так называемого профага передаются от клетки к клетке при размножении. Культуры бактерий, содержащие профаг, называются лизогенными. В этих культурах с небольшой частотой (в одной из 10 — 10 клеток) наблюдается спонтанное размножение фага и происходит лизис клетки с освобождением фаговых частиц, обнаруживаемых с помощью бактерий-индикаторов, для которых такой фаг вирулентен. [c.108]

Неспецифическая трансдукция. Перенос участков бактериальной хромосомы фагами был открыт в 1951 г. Ледербергом и Циндером у Salmonella typhimurium. В решающем эксперименте (рис. 15.19) штамм-донор В " инфицировали умеренным бактериофагом Р22. После лизиса клетки-хозяина выделяли свободные фаги и инкубировали их вместе со штаммом-реципиентом В , который генетически отличался от штамма B" по меньшей мере одним признаком. Авторы нашли, что после высева инкубированных клеток на подходящую среду появлялись рекомбинанты, обладавшие признаками штамма-донора В . [c.465]

Решение некоторых проблем, связанных с разработкой автоматического анализа масс-спектров, потребовало значительных усилий. В начале 60-х годов возглавляемая Ледерберге-ром [74] группа исследователей из Станфордского университета, впервые начала использовать методы искусственного интеллекта для интерпретации химических данных, получаемых методом масс-спектрометрии. В результате ими была создана компьютерная программа, получившая название HEURISTI DENDRAL. В этой программе весь процесс интерпретации разбит на три стадии. 1) Предварительные выво- [c.118]

Однако за последнее время нейроспору применяли в основном для генетико-биохимических исследований. Пионерами в этой области являются Бидл и Татум (лауреаты Нобелевской премии 1958 г.), которые опубликовали первые результаты своих работ на нейроспоре в 1941 г. В дальнейшем генетико-биохимические исследования проводились и на других грибах (разные виды дрожжей, Aspergillus и Ophiostoma) и очень широко — на бактериях особенно следует отметить замечательные работы Ледерберга (лауреат Нобелевской премии 1958 г.). [c.231]

Во многих отношениях хлоропласт проявляет свойства независимого организма, зара-зивнгего клетку высших растений. К этим свойствам относятся наличие в хлоропластах специфической ДНК и РНК, способность к синтезу белка и способность к самовоспроизведению путем деления. Такая автономность хлоропластов позволила генетику Ледербергу заявить, что клетки, обесцвеченные стрептомицином, излечиваются от своих хлоропластов . Возможно, дальнейшие исследования хлоропластов, пусть даже по-прежнему касающиеся наиболее удивительного их свойства — фотосинтеза, еще более подчеркнут биологическую независимость хлоропластов в растительной клетке. [c.83]

Предложенная недавно теория Ерне была встречена с большим одобрением. Талмидж [32,33] считает, что она по существу подобна теории Эрлиха, но исходит из предположения, что самовоспроизводя-щимися элементами являются клетки, а не внеклеточные белки. Бернет [5] и Ледерберг [26] также поддержали эту теорию. Антиген, согласно Бернету, со- [c.42]

Бернет и Ледерберг предположили, что клетки, образующие антитела, отличаются сверхмутабиль-ностью , т. е. что в нормальных условиях возможны частые изменения типа глобулиновых молекул, продуцируемых такими клетками. Поэтому в крови [c.43]

Трансдукция была открыта Ледербергом и Зиндером и изучена на нескольких видах микроорганизмов на Е. соИ, Salmonella, S higella и Staphylo o us. По-видимому, это наиболее общий нз известных сейчас методов генетики бактерий. [c.286]

Зиндер и Ледерберг разработали прием селекции прямых мутантов,основанный па том же принципе устранения исходных клеток и сохранения в живых одних мутантов, т. е. прием работы на нулевом фоне. Здесь стояла на первый взгляд неразрешимая задача уничтожить дикие прототрофные клетки и одновременно оставить в живых дефектные мутанты. Неожиданное решение этой проблемы основано целиком на своеобразном физиологическом действии одного из ядов — пенициллина. Пенициллин отравляет в основном определенную физиологическую функцию клетки — рост ее оболочки. При отравлении бактериальных клеток пенициллином с ними происходит следуюгцее они синтезируют белки, но оболочка их остается неизменной. В конце концов разрывается оболочка и клетка гибнет, подвергаясь лизису. Следовательно, для того чтобы пенициллин убил бактериальные клетки, последние должны расти, т. е. находиться в подходяш ей для них питательной среде. [c.297]

Для того чтобы придать этим методам большую чувствительность и надежность, Ледербергом и другими генетиками предложено несколько руководящих идей. Предложено измерять число рекомбинантов от отцовских нрототрофных и материнских ауксотрофных клеток. Это значит, что в потомстве отыскиваются клетки, 20 с. Е. Бреслер [c.305]

Детальный маханизм рекомбинации у бактерий не известен. По предположению Ледерберга, при образовании дочерней клетки, т. 0. при редупликации хромосомы, происходит копирование частично материнской хромосомы, частично отцовской.Этот гипотетический процесс был назван сору hoi e (выборочное копирование). На схеме (рис. 100) штриховой линией изображена новая хромосома, принадлежаш,ая дочерней клетке. Переброска с копирования нижней хромосомы к копированию верхней хромосомы — процесс случайный. Вероятность того, что такая переброска произойдет именно па участке L—Sm, пропорциональна длине участка L—Sm. [c.308]

Ледерберг в 1947 г. получил первые генетические карты Е. соИ. Рассмотрим метод, которы г он работал. Брались генетически различные штаммы — один был ауксотрофен по какому-либо метаболиту (лейцину, треонину, метионину, биотину, витамину В ) и резистентен к бактериофагу Tj, второй был диким типом, чувст-внте.пьным к фагу Т и лишенным каких-либо недостаточностей. Примером может служить такое скрещивание [c.309]

Подобным образом была впервые установлена генетическая карта Е. oli. Расстояния на этой карте представлены вероятностями рекомбинации, выраженными в условных единицах. Пронормировать эти расстояния, т. е. отнести их к реальному числу образованных при конъюгации зигот, было невозможно, так как измерять вероятность самой конъюгации тогда не умели. Карта Ледерберга качественно верна, расположение маркеров вдоль хромосомы подтвердилось дальнейшими опытами. Однако расстояния между маркерами неточны. В то время ничего не знали о факторах, определяющих пол у бактерий, и потому невозможно было оценить все источники погрешностей. [c.310]

Вернемся теперь к деталям самого процесса конъюгации. Впервые в 1946 г. Ледерберг и Тэтум показали экспериментально, что у Е. сой можно наблюдать генетическую рекомбинацию с очень низкой вероятностью — порядка 10 и меньше.Именно из-за низкой эффективности процесса пришлось для его изучения разработать те чувствительные приемы, о которых говорилось выше. Во всяком случае, начиная с 1946 г. было ясно, что у бактерий происходит ooiMen генетического вещества путем контакта и что одни клетки выступают в роли мужских, т. е. допорных, а другие в роли женских, т. е. акцепторных. Однако существует ли какое-либо различие между этими клетками или они могут попеременно выступать в любой роли, оставалось неясным. [c.314]

Теперь возникает новый вопрос. Если вероятность перехода маркеров в зиготу монотонно падает, и при том по экспоненте начиная от точки О (вблизи локусов Т и L), то непонятно, каким образом Ледербергу удавалось определить расстояния на генетической карте Е. oli по выходу рекомбинантов между нарой маркеров. Ведь основная статистическая предпосылка в законе рекомбинации заключается в том, что образуется всегда полная зигота и что вероятность выбора в потомстве между двумя аллелями одного признака (например, Т и T или и L ) в среднем всегда 0,5. При образовании мерозигот ничего похожего нет. Материнская хромосома всегда присутствует в зиготе как целое, вероятность же появления различных локусов отцовской хромосомы падает как [c.320]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология