Геномы кукурузы

В большинстве случаев запасные белки растений имеют несбалансированный для питания человека и животных аминокислотный состав. Так, запасные белки злаков — проламины — бедны лизином, триптофаном и треонином, что снижает их питательную и кормовую ценность. Улучшение аминокислотного состава белка путем традиционной селекции не дает желательных результатов, поскольку необходимые гены часто сцеплены с нежелательными признаками и наследуются вместе. Например, у мутантов кукурузы и ячменя повышение содержания лизина коррелировало с уменьшением синтеза основных запасных белков — зеи-на и гордеина, а также с уменьшением урожайности. [c.149]

Более важные события. Возможно частичное или полное удвоение гена с независимым изменением каждой из последовательностей модифицированной ДНК- Например, недавно сообщалось, что последовательность, состоящая из 20 аминокислот, вероятно, возникшая вследствие внутригенного удвоения, повторялась несколько раз у зеина кукурузы [52]. [c.42]

Аминокислотная последовательность субъединиц этих двух типов была установлена непосредственно или на основании анализа нуклеотидных последовательностей ДНК структурных генов. Известны последовательности малой субъединицы у гороха и шпината [105] и большой субъединицы у кукурузы, ячменя и Шпината [91]. [c.243]

Для построения подробных генетических карт некоторых эукариотических организмов, таких как мышь, кукуруза, плодовая мушка, нематоды и дрожжи, необходимо идентифицировать целый ряд генов, каждый из которых представлен по крайней мере двумя аллелями. Затем нужно провести скрещивания и подсчитать частоту рекомбинаций у большого числа потомков. Результаты отражают степень сцепления между [c.446]

Микробные клетки синтезируют аминокислоты — строительные блоки, из которых состоят белки. Путем отбора, направленных мутаций или генной инженерии можно получить продуценты, синтезирующие аминокислоты в количествах, имеющих промышленное значение, так как роль аминокислот для медицины, сельского хозяйства и промышленности очень велика. Многие пищевые продукты и корма для животных не содержат достаточного количества незаменимых аминокислот, например лизина. К таким продуктам относятся пшеница, рис, кукуруза и др. [c.15]

Этические. Успехи и возможности генной инженерии далеко не однозначно воспринимаются человеческим сообществом, причем приоритеты неприятия время от времени изменяются. Вначале общественное мнение было встревожено генетической модификацией кишечной палочки Е. соИ. Предполагалось, что эти генетические трансформанты выйдут из-под контроля и станут причиной многих страшных заболеваний. К началу 90-х гг XX в., когда оказалось, что эти страхи безосновательны, внимание переключилось на трансгенные растения. К этому времени большие успехи в получении транс-генных сои, картофеля, кукурузы и других сельскохозяйственных культур были достигнуты в США. Преимущества устойчивых к сорнякам, насекомым и другим условиям окружающей среды растений были очевидны, однако потребление генно-инженерных растительных продуктов в США и особенно в странах Западной Европы было ограничено из-за боязни отдаленных последствий воздействия генетически измененных продуктов питания. То же самое касается трансгенных животных с повьппенным содержанием гормона роста — соматотропина. Можно полагать, что в основном эти опасения безосновательны, хотя бурно развивающиеся генно-инженерные исследования должны находиться под контролем сообщества ученых, общественности и правительственных организаций. [c.508]

Впрочем, одна э ача вырисовывается достаточно четко. Это — производств промышленным путем белка для корма скоту. Дело в том, что обычный корм (сено, зеленая масса кукурузы) обеднен белком, особенно некоторыми аминокислотами. Восполнение этого дефицита резко увеличивает эффективность усвоения обычных кормов. Это известно давно, и уже много лет некоторые аминокислоты производятся промышленным, микробиологическим способом и добавляются в корм. Методы генной инженерии позволяют сконструировать штаммы, обладающие невиданной ранее производительностью, так что задачу производства корма, оптимально сбалансированного по белку, биотехнология, несомненно, решит. [c.127]

Д. Изучение последовательности генов у кукурузы [c.161]

Позднее еще более исчерпывающий генетический анализ был проведен на кукурузе, у которой установлен эффект более чем 400 различных генов. В настоящее время в отношении генетической конституции кукуруза изучена полнее, чем любой другой вид цветковых растений. Среди других культурных растений наибольшее число генов изучено у гороха, фасоли, томатов и ячменя. [c.57]

Поскольку гетерозиготы и доминантные гомозиготы сходны между собой по внешнему виду, популяция перекрестноопыляющихся растений (например, поле ржи или тимофеевки) кажется очень однородной. Однако если к такому перекрестноопыляющемуся растению применить тот или иной вид инбридинга, т. е. самоопыление или скрещивание родственных особей, то степень гомозиготности возрастет, а в результате этого возрастут и шансы скрытых рецессивных генов проявиться в виде рецессивных гомозигот. Таким путем удалось выделить и изолировать у кукурузы большую часть тех примерно 400 различных генов, действие и локализация которых в хромосомах у данного вида хорошо изучены (см. фиг. 34). [c.192]

Частота спонтанных мутаций, как обратных, так и обычных, очень варьирует в разных случаях. У дрозофилы для некоторых линий характерна более высокая частота спонтанных мутаций, чем для других кроме того, в отношении внешне заметных мутаций самцы оказались менее стабильными, чем самки. У одной и той же линии разные локусы могут обладать весьма различной стабильностью это отмечено и у других видов. В табл. 3 показана частота мутаций 7 разных генов у кукурузы. [c.193]

Из числа химических мутагенов очень сильное влияние на гены и хромосомы оказывает горчичный газ (иприт), пользующийся дурной славой из-за его использования в военных целях. У дрозофилы и кукурузы под действием горчичного газа и группы его аналогов возникают летальные факторы, многие из которых представляют собой небольшие нехватки были получены также внешне заметные мутации. В общем эти химические вещества дают такой же эффект, что и рентгеновские лучи, если не считать двух различий. Первое из них состоит в том, что действие горчичного газа обладает отдаленным эффектом, т. е. некоторая часть хромосомы приходит в неустойчивое состояние, которое позже, после нескольких поколений клеток, развивается в подлинную мутацию. В результате этого отдаленного эффекта часто возникают особи, представляющие собой мозаиков из нормальных и измененных клеток. [c.215]

Первый из них — это использование мужской стерильности для достижения полного перекрестного опыления. В настоящее время формы с мужской стерильностью известны для кукурузы, лука, сахарной свеклы, томатов. У таких растений пыльники в большей или меньшей степени дефективны или неспособны растрескиваться. Эта аномалия, не затрагивающая функцию женских половых органов, может зависеть от трех причин во-первых, она может быть обусловлена чисто цитоплазматическим фактором, наследующимся лишь по материнской линии во-вторых, стерильность может быть полностью обусловлена влиянием специфического гена, локализованного в одной из хромосом в-третьих, она может зависеть от взаимодействия. между одним из хромосомных генов и каким-то цитоплазматическим фактором. [c.402]

То обстоятельство, что в макромолекуле ДНК существуют точки, атакуемые с разной вероятностью, не вызывает удивления. Здесь может сказаться различная плотность расположения водородных связей в зависимости от природы соседних звеньев, а также различная прочность химических связей, вызываемая электронным влиянием я-электронов соседних оснований. Вполне можно себе представить, что определенные сочетания соседних звеньев являются слабыми местами, куда направляется атака химических мутагенов, в частности и тех эндогенных химических веществ, которые производят спонтанные мутации. Существование горячих точек на генетической карте не является привилегией только бактерий и вирусов. Фактически генетика высших организмов давно сталкивалась с этим явлением. Известны необычайно высокие вероятности мутации некоторых генов кукурузы (вероятность спонтанных мутаций достигала 0,1% вместо обычных 10 % на поколение). Известны также многочисленные случаи неустойчивых , легко ревертировавших мутаций с необычайно лржюкой вероятностью реверсии, доходившей до 1 % на поколение, изучение горячих точек и их специфичности к действию му-гёнов дает надежду овладеть в будущем процессом направленного -мутагенеза, т. е. сознательным управлением изменчивостью организмов. При этом сами по себе мутации сохранят характер статистического явления, которое можно рассматривать в принципе лишь с помощью понятий теории вероятностей. [c.409]

В настоящее время можно рассматривать контролирующие элементы как транспозоны. Их внедрение способно вызывать нестабильность аллеля в этом локусе. Такие аллели раньше называли изменчивыми (mutable) эта терминология еще сохранилась в виде символа т, используемого при описании таких аллелей. Утрата самого контролирующего элемента или его способности к транспозиции превращает изменчивый аллель в стабильный. В сайтах, где присутствуют контролирующие элементы, могут происходить делеции, дупликации, инверсии и транслокации, а также разрывы хромосом. Геном кукурузы содержит несколько семейств контролирующих элементов. Разные линии отличаются по количеству, типу элементов и сайтам их присутствия. Члены каждого семейства могут быть подразделены на два класса. Автономные элементы способны вырезаться и транспозироваться их внедрение ведет к появлению нестабильных (т) аллелей. Неавтономные элементы теряют свою стабильность только в том случае, если в какой-то области генома присутствует автономный член того же семейства. Неавтономный элемент может комплементироваться в транс-положении автономным и осуществлять свойственные ему функции. Весьма вероятно, что неавтономные элементы произошли от автономных в результате утраты последними способности к транспозиции. [c.481]

Если транспозиции Р-алемента дрозофилы ограничены зародышевыми клетками, то перемещения Ас-элемента происходят и в соматических клетках у кукурузы. За перемещением таких элементов можно следить по распределению стенотипически нормальных и мутантных участков ткани — например, лишенных пигмента вследствие инактивации гена, определяющего пигментацию. Потомство клетки, содержащей только инактивированный ген(ы), также будет лишено пигмента. Вырезание мобильного элемента приводит к реактивации гена. Чем раньше оно произойдет в развитии мутантной непигментированной ткани, тем обширнее будет окрашенный участок, поскольку клетки наследуют активное состояние гена (рис. 120, б). Наблюдая подобные явления, Мак-Клинток сделала вывод о регуляторной функции перемещающихся элементов, назвав их контролирующими. Оказалось, что вырезание этих элементов происходит только в определенных тканях и в течение ограниченного периода развития растения. [c.232]

Изучение частот рекомбинаций между различными штаммами фагов вскоре показало, что некоторые сайты мутаций тесно сцеплены друг с другом. Рекомбинация между такими сайтами происходит редко. Другие же сайты сцеплены слабо друг с другом, и рекомбинации между ними происходят часто. Эта ситуация напоминает обнаруженную на много лет раньше ситуацию с генами плодовой мушки (дрозофилы)кукурузы и других высших организмов. Главная идея, на которой основано картирование хромосом любого организма, состоит в предположении, что частота реком- РИС. 15-20. Стерильные пятна, образованные бак- [c.249]

В течение многих лет было известно, что гены и даже целые участки хромосом высших о,рганизмов могут иногда перемеш,аться с одного места на другое. В случае кукурузы контролирующиеэлементы перемещаются с одного участка на другой, изменяя выражение генов и напоминая своим поведением способных к включению бактериальных плазмид [233с]. Не исключено, что это явление связано с присутствием в ДНК эукариот большого числа длинных палиндромных последовательностей [235а]. [c.288]

В настоящее время клонированы 10 генов гордеинов ячменя, гены а- и -глиадинов и глютенина пшеницы, зеинов кукурузы, легумина бобовых, пататина картофеля и ряд других. Имеются практические результаты трансформации растений. Так, введение в геном пшеницы модифицированного гена проламина привело к активному синтезу модифицированного белка, а также повлияло на состав и уровень соответствующих запасных белков. В итоге улучшилось хлебопекарное качество пшеничной муки. [c.150]

Соав и Саламини [158] выяснили, что накопление зеина у кукурузы контролируют регуляторные гены. На основе изучения коллекции мутантов с измененным содержанием лизина (ген опейк и 2) или с разной степенью накопления зеина они предлагают следующую схему каскадной регуляции ген Ог активирует ген Об, который соответствует структурному гену белка В32 это играет положительную роль в накоплении зеина. Такая модель каскадной регуляции основывается на концепции иерархии между регуляторными генами. [c.61]

Одной из основных задач селекционеров было получение высокоурожайных сортов растений с повышенной пишевой ценностью. Наибольшее внимание уделялось при этом таким зерновым культурам, как кукуруза, пшеница и рис, однако были осуществлены программы и по скрещиванию других сельскохозяйственных и садовых культур. В качестве важного инструмента прямого генетического воздействия на растения применяется технология рекомбинантньгх ДНК, широко используюшаяся в микробиологических системах. К настоящему времени разработано несколько эффективных систем переноса ДНК и экспрессирующих векторов, которые работают в ряде растительных клеток. Одним из достоинств последних является их тотипотентность из одной клетки может быть регенерировано целое растение, так что из клеток, сконструированных генноинженерными методами, можно получить фертильные растения, все клетки которьгх несут чужеродный(е) ген(ы) (трансгенные растения). Если такое растение цветет и дает жизнеспособные семена, то желаемый признак передается последующим поколениям. [c.373]

В США трансгенные растения, несущие ген токсина Ba illus thuringiensis, в том числе кукуруза, соя, картофель и хлопок, бьши утверждены к использованию всеми компетентными организациями. В противоположность этому, попытки использования таких растений на Филиппинах были блокированы международным объединением неправительственных союзов, а во Франции было запрещено выращивание (но не потребление) трансгенной B.t.-кукурузы. Очень многие люди по различным причинам (из-за непредсказуемости последствий или по социаль-но-этическим и экономическим соображениям) по-прежнему относятся с недоверием ко всем ГМО. [c.525]

Изучение структур геномов различных организмов поначалу создало представление о незыблемости локализации тех или иных генов в хромосомах. Это представление было пересмотрено после открытия Б. Мак Клинток, которая в опытах с кукурузой показала, что гены могут перемещаться в пределах генома и влиять на механизмы экспрессии. В дальнейшем было установлено, что это явление характерно для многих эукариотических и прокариотических клеток. Транспозон Е. соИ представляет собой олигонуклеотид, включающий в себя ген фермента транспозазы, ответственной за перемещение транспозона, а также короткие концевые нуклеотидные последовательности. Транспозоны эукариотических клеток гораздо больше и включают в себя набор различных генов. Внутригеномное перемещение и встраивание транспозонов требует разрыва и последующего сращивания цепи ДНК. Репликация транспозона в одном сайте цепи, а затем перемещение и репликация в другом создают благоприятные возможности для дальнейших гомологичных рекомбинаций в клетке. Следует отметить, что транспозоны, встраиваясь в случайные сайты хромо- [c.456]

В хромосомных ДНК прокариотических и эзгкариотических клеток имеются также контролирующие или так называемые "прыгающие" подвижные гены — транспозоны (Тп), впервые открытые Б Мак-Клинток в 1940 г у кукурузы Они находятся на значительном расстоянии от других генов, на которые оказывают влияние Благодаря мутациям, названным "транспозонными взрывами", возможно массовое и в известной мере направленное перемещение генетических элементов Транспозоны способны реплицироваться и внедряться (инсерция) в виде одной из копий в новое место генома (ДНК ядра) У бактерий преобладающая часть транспозонов кодирует фермент транспозазу, катализирующую реакцию встраивания транспозона в ДНК В последнее время их отождествляют с интронами, рассмотренными выше [c.164]

Генетический аппарат в клетках эукариот организован в форме нескольких линейных хромосом, в которых ДНК прочно связана с белками-гистонами, обеспечивающими упаковку и упорядочение ДНК в виде структурных единиц—н уклеосом (учитывая при этом "код упаковки хроматина" и экстраполируя его на клетки большинства эукариот) Так, в гаплоидной клетке Sa haromy es erevisiae содержится 17 хромосом, в каждой из которых детектировано 1000 кЬ и, следовательно, число генов могло бы достигать в такой клетке 11 ООО, для 23 хромосом в гаплоидной клетке человека, где в одной хромосоме содержится 125 ООО кЬ, число генов должно бы возрасти до 2 млн Предположительно близкое число генов могло бы оказаться в гаплоидных клетках кукурузы, где имеется 10 хромосом, в клетках кролика с 22 хромосомами, или мыши с 20 хромосомами Однако, в хромосомах эукариотических организмов содержится генов меньше, чем некодирующих участков (спейсеров, или разделителей), и также имеется масса сходных между собой фрагментов ДНК, повторяющихся десятки-сотни тысяч раз Вот почему, например, у человека лишь [c.176]

Кроме генов фазеолина локализованы и выделены гены таких запасаемых белков, как зеин — белок кукурузы и легумин — белок гороха. Эти гены удается переносить в отдельные негомологичные растения. [c.519]

После того как у кукурузы была найдена группа комплементарных генов, управляющих синтезом антоциана, встал вопрос о возможности создания модели последовательности генов, основанной на генетических и биохимических данных. Такую последовательность генов можно было бы использовать в качестве модели для ступенчатого синтеза антоцианового пигмента. Такой подход впервые был предложен Лафнаном [9] и развит Ко [10, 62, 76]. Наиболее важным достижением этих исследований за последнее время явилось упорядочение большинства участвующих в синтезе генов в один генетический ряд действия. Редди и Ко [77] сообщили, что изолированные ткани алейронового слоя из зерен комплементарных генотипов могут окрашиваться при контакте друг с другом. Однако действие является однонаправленным для данной пары одна из тканей (реципиент) проявляет пигмент, в то время как другая (донор) не проявляет. Наиболее простое объяснение эффекта состоит в том, что донор блокируется на стадии синтеза антоциана вне блока, представленного у реципиента, а предшественник донора диффундирует в ткань реципиента и впоследствии превращается в антоциан. [c.161]

Сходные, хотя и еще более запутанные и нечеткие результаты были получены Мак-Клинток и другими на кукурузе. В этих случаях речь также шла о генах, которые утратили свою стабильность, давая начало другим аллелям и вызывая вследствие этого с высокой частотой мозаичность. Такие случаи наблюдаются в результате структурных изменений хромосом, означая, что при этом локусы, проявляющие мозаичность, пришли в соприкосновение с гетерохроматиновыми участками. [c.263]

Например, есть основания утверждать, что большая часть из тех примерно 400 генов, которые нам уже известны у кукурузы, встречаются в популяциях перекрестноопыляющихся растений и что они постепенно выщеплялись в опытных культурах вследствие того, что применялся какой-то инбридинг. Большая часть этих генов рецессивна и, как правило, вызывает различные отклонения от нормального развития растений, например хлорофилльные дефекты, аномальное цветение, слабое развитие эндосперма и т. п. [c.288]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология