Гены удвоение

Примерно 25 лет назад были получены данные, свидетельствующие о том, что ген представляет собой молекулу дезоксирибонуклеиновой кислоты (сокращенно ДНК). В настоящее время установлена химическая природа ДНК и известна ее молекулярная структура. Характер этой структуры позволяет понять в существенных чертах механизм удвоения (редупликации, или репликации) молекул ДНК, благодаря чему образовавшиеся молекулы-копии могут передаваться потомкам через половые клетки, а также попадают во все клетки при их делении в процессе роста организма. В результате каждая клетка получает один и тот же набор генов. [c.454]

Исходя из наблюдаемой скорости появления точковых мутаций (одна мутация на 10 удвоений гена), мы можем подсчитать, что одна мутация приходится на 10 репликаций единичного нуклеотида. Точковые мутации имеют тенденцию к обратному мутированию, причем обратные мутации часто происходят с такой же скоростью, как и прямые. Это значит, что в одной из 10 обратных мутаций будет мутировать тот же самый нуклеотид, в результате чего ген вернется к исходному виду. Это явление легко можно объяснить. Например, если Т будет замещен на С, поскольку С образует минорный таутомер и спаривается с А, то мутация приведет к тому, что в двойной спирали ДНК-потомков появится пара ОС. При репликации этой пары существует хотя и малая, но определенная вероятность того, что С в цепи материнской ДНК вновь образует минорную таутомерную структуру и образует пару с А, а не с О, что в свою очередь приведет к обратному мутированию. [c.247]

Транспозиции IS-элементов не сопряжены с их исключением из мест исходной локализации в плазмидах или хромосоме при транспозиции IS-элемент удваивается и одна его копия остается на прежнем месте, а другая попадает в новый локус (местоположение гена в хромосоме или плазмиде). Таким образом транспозиции этого элемента сопряжены с репликацией (удвоением) его ДНК. [c.79]

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]

В процессе эволюции белков происходят замены отдельных остатков, вставки и делеции нескольких остатков, удвоение и слияние генов. Для белков основные этапы исторического процесса знаменуются заменами аминокислотных остатков в полипептидной цепи. С течением времени эти замены накапливаются, так что в конечном счете какое-либо сходство между исходной и окончательной аминокислотными последовательностями может исчезнуть. Однако, как правило, даже после того как исчезнет сходство аминокислотных последовательностей двух гомологичных белков, сохраняется соответствие в укладке их цепей. Тенденции к замещениям заметно отличаются у остатков в разных положениях в цепи (рис. 7.1, б). Различия гомологичных белков не исчерпываются за- [c.197]

Очень серьезные изменения связаны с удвоением гена, которое может привести к удвоению длины полипептидной цепи. Более того, известны случаи слияния различных структурных генов, которые указывают на перемещение одного или большего числа генов в другое положение в геноме. [c.198]

Для того чтобы удвоение (амплификация) началось, необходимо иметь олигонуклеотидную последовательность из 20 — 30 аминокислотных остатков, комплементарную определенному участку ДНК возбудителя (праймер). Праймеры получают, исходя из известных генов различных возбудителей, в специальных аппаратах — синтезаторах. [c.93]

В течение однократного деления прокариотической или эукариотической клетки, независимо от числа хромосом в ней, весь геном ее реплицируется также один раз, и только после завершения репликации может произойти последующее деление Удвоенный геном подразделяется (сегрегирует) поровну в каждую дочернюю клетку Единицей сегрегации является хромосома, а единицей репликации — репликон Кроме точки Оп в репликоне имеется [c.166]

У одной из многих гетерозиготных особей случайно происходит удвоение гена 6 [c.14]

Одним из факторов, способствующих такому росту, является то, что у яйцеклеток многих животных завершение мейоза откладывается почти до самого конца созревания, так что эти яйцеклетки содержат удвоенный ди-плоидныи набор хромосом в течение большей части периода их роста. Таким образом, они содержат больше ДНК для транскрипции, чем имеет средняя соматическая клетка в фазе G, клеточного цикла. Кроме того, сохраняя и отцовскую, и материнскую копии каждого гена, яйцеклетки избегают того риска, который создают рецессивные летальные мутации в одном из двух родительских хромосомных наборов если бы яйцеклетке приходилось проводить долгое время в гаплоидном состоянии лишь с одной копией каждого гена, риск был бы очень велик, так как у большинства организмов имеются рецессивные летали. [c.31]

Можно представить себе, в какое возбуждение пришел Дельбрюк, когда получил от Уотсона письмо, содержащее, наконец-то, решение загадки удвоения гена. [c.21]

В этой главе мы кратко рассмотрим экспериментальные факты, из совокупности которых следует, что генетическим материалом всех живых организмов служит ДНК, содержащая информацию о структуре белков организма, а передача информации от ДНК к белоксинтезирующим структурам клетки осуществляется с помощью молекул РНК трех различных типов. Таким образом, для удвоения гена необходим синтез ДНК, а для действия гена — синтез РНК и белка. Биосинтез нуклеиновых кислот обсуждается в гл. XX в гл. XXI рассматривается биосинтез белков. [c.476]

При митозе деление ядра предшествует делению самой клетки. На стадиях, предшествующих делению ядра, происходит удвоение хроматиновых нитей и генов. В конце деления каждый из образо- [c.417]

Рис. 24.5. Схема, иллюстрирующая постулированный механизм удвоения генов через образование полинуклеотидной цепи, комплементарной к каждой из двух взаимодополняющих цепей исходного гена. Спиральное расположение двух цепей на этой диаграмме не показано.

Большой интерес представляет вопрос о том, как регулируется синтез основных матриц ДНК и РНК- Некоторое подобие механизма индукции, по-видимому, функционирует и в этом случае. Удвоение (репликация) ДНК начинается лишь после того, как на особую точку хромосомы оказало действие вещество, называемое инициатором, приводящее в действие механизм гена, производящего ДНК. Точка хромосомы, в которой начался процесс репликации, носит название репликатора около этой точки удерживаются части удвоенной хромосомы до окончательного их разделения. [c.207]

Тритий, как известно, излучает Р-частицы, обладающие весьма небольшой энергией, и потому р-излучение распространяется на небольшое расстояние. Но и этого вполне достаточно, чтобы вызвать почернение фотографической пластинки. Клетки кишечной палочки, содержащие ДНК, меченную тритием, осторожно разрушают, а затем из них извлекают ДНК и препарат заливают фотографической эмульсией. После достаточно длительной экспозиции в темноте (в течение нескольких недель) препарат проявляют, и на нем обнаруживается длинная цепочка, образованная черными точками пластинка почернела только в непосредственной близости к излучающей ДНК. Интересно, что цепочка эта замкнута, так что получается слегка вогнутый овал (рис. 31). Означает ли это, что бактериальный геном имеет форму круга или эллипса К этому вот просу мы еще вернемся в дальнейшем, а пока что сосредоточим внимание на правой стороне фотографии в этом месте ДНК расщепилась на две нити. Очевидно, мы застали геном бактерии как раз перед началом удвоения. [c.94]

Если в пробирке могут удваиваться даже целые геномУ, то тем более возможно удвоение отдельных генов. А как обстояло дело с первичным [c.399]

Эта гипотеза не была новой. В кругах генетиков теоретического склада, ломавших голову над удвоением гена, она была в ходу уже лет тридцать. Суть ее состояла в том, что для удвоения гена требуется образование комплементарной (негативной) копии его, форма которой относится к исходной (позитивной) поверхности, как ключ к замку. Затем эта комплементарная (негативная) копия должна была служить формой (матрицей) для синтеза новой позитивной копии. Однако нескольким генетикам идея комплементарного копирования не импонировала. Ведущим среди них был Г. И. Мёллер, находившийся под влиянием нескольких известных физиков-теоретиков, особенно Паскуаля Иордана, которые считали, что существуют силы притяжения подобного к подобному. Однако Полингу этот прямой механизм внушал отвращение его особенно возмущало предположение, будто эта идея находит подтверждение в квантовой механике. Перед самой войной он предложил Дельбрюку, от которого узнал про работы Иордана, написать совместно с ним для журнала Сайенс статью с категорическим утверждением, что, согласно квантовой механике, механизм удвоения гена связан с синтезом комплементарных копий. [c.75]

Представление о том, что носителем генетич. информации является ДНК, возникло еще в 1944. Было известно также, что ген представляет собой отрезок ДНК, кодирующий определенный белок, и что передача наследств. ин(]юр-мации между поколениями происходит посредством удвоения молекул ДНК. Но любым манипуляциям препятствовала огромная молекулярная масса ДНК, составляющая миллионы и миллиарды иа клетку, и невозможность получать химически однородные небольшие ее фрагменты. Положение изменилось, когда удалось обнаружить и выделить два рода ферментов 1) рестриктирующие эндонуклеазы (рестриктазы)-они рассекают молекулы ДНК в пределах строго определенных нуклеотидных последовательностей их описано ок. 400, наиб, употребительны рестриктазы E o RI, Hind III, Bam HI, Pst I, Sal I и др. 2) ДНК-лигазы (прежде всего фермент кишечной палочки, индуцируемый бактериофагом Т4), к-рые сшивают двухцепочечные фрагменты ДНК, восстанавливая межнуклеотндные связи в местак единичных разрывов. С помощью этих ферментов получают удобные для генетич. операций фрагменты ДНК и соединяют их в единое целое. Для такого объединения безразлично происхождение ДНК (химически у всех существ она одинакова), между тем в природе объединению генетич. информации неродственных существ препятствуют разл. межвидовые барьеры. [c.518]

Известно, например, что соотнощение легумина и вицилина регулируется генетически, но пока неясно, обусловлено ли это специфическим регуляторным геном (или генами) или различием в степени дупликации структурных генов, кодирующих эти группы белков. Однако щироко признано существование удвоенных [c.60]

Однако установление молекулярной структуры генов еще не означает создания молекулярной биологии. Ее обоснование требовало раскрытия молекулярного механизма функционирования генов. При каждом делении клетки происходит удвоение хромосом. Следовательно, гены (т.е. ДНК) должны обладать способностью к самокопированию, к редупликации. Существование мутаций показывает, что редупликация генов конвариантна [13], т. е. в копиях генов отражаются мутационные изменения, возникшие перед копированием или во время него. Молекулы ДНК [c.484]

Вся информация о строении и функционировании любого живого организма содержится в закодированном ввде в его генетическом материале, основу которого составляет дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК). ДНК большинства организмов — это длинная двухцепочечная полимерная молекула. Последовательность мономерных единиц (дезоксирибонуклеотидов) в одной ее цепи соответствует (комплементарна) последовательности дезоксирибонуклеотидов в другой. Принцип комплементарности обеспечивает идентичность новосинтезированных молекул ДНК, образующихся при их удвоении (репликации), исходным молекулам. Индивидуальными генетическими элементами со строго специфичной нуклеотидной последовательностью, кодирующими определенные продукты, являются гены. Одни из них кодируют белки, другие -только молекулы РНК. Информация, содержащаяся в генах, которые кодируют белки (структурных генах), расшифровывается в ходе двух последовательных процессов синтеза РНК (транскрипции) и синтеза белка (трансляции). Сначала на определенном участке ДНК как на матрице синтезируется матричная РНК (мРНК). Затем в ходе согласованной работы многокомпонентной системы при участии транспортных РНК (тРНК), мРНК, ферментов и различных белковых факторов осуществляется синтез белковой молекулы. Все эти процессы обеспечивают правильный перевод зашифрованной в ДНК генетической информации с языка нуклеотидов на язык аминокислот. Аминокислотная последовательность белковой молекулы однозначно задает ее структуру и функции. [c.29]

Комплементвриость двух цепей приводит к очень простому принципу удвоения генов, или репликации (рис. 192). Для этого достаточно, чтобы цепи ДНК разделились и на каждой из иих была синтезирована новая комплементарная цепь. В результате образуются две дочерние молекулы ДНК, идентичные исходной. [c.335]

Фактор устойчивости, или R-фактор (Resistan e — устойчивость). R-фактор имеет цитоплазматическую природу. Открыт Akiba в 1953 г. и детально изучен Ватанабе [22]. Относится к эписомам. Он никогда не возникает самопроизвольно в результате мутации, а передается от одних клеток к другим. Акридиновые красители элиминируют его из клеток. Удвоение R-фактора происходит в такт с удвоением хромосомы. В некоторых случаях он интегрирует с хромосомой и передается с хромосомными генами. По этим свойствам Р- и R-факторы весьма сходны. Однако если Р-фактор обусловливает генетическое разнообра- [c.87]

Имеются два класса нуклеиновых кислот, различающихся мелсду собой по химической природе пентозы, входящей в состав их молекулы. Нуклеиновые кислоты, содержащие в своем составе -рибозу, называют рибонуклеиновыми кислотами, а нуклеиновые кислоты, углеводным компонентом которых является 2-дeзoк и-i/-pибoзa, носят название дезоксирибонуклеиновых кислот. Дезоксирибонуклеиновая кислота содержится в клеточных ядрах и является нуклеиновой кислотой, связанной с удвоением генов и мутациями. Рибонуклеиновая кислота содержится главным образом в цитоплазме. Она привлекала меньшее внимание исследователей, так как ей не приписывают особой роли в наследственности. Вирусы могут содержать нуклеиновую кислоту любого из этих типов [c.247]

Время от времени у всех организмов происходит спонтанное удвоение генов хромосома, содержащая одну копию гена G, в результате опшбки в репликации ДНК дает начало хромосоме, в которую входят уже две копии этого гена, расположенные одна за другой. Такие дупликации сами по себе не дают никаких преимуществ и встречаются, как правило, у очень немногих особей. Предположим, однако, что дупликация произошла в локусе, содержащем полезный мутантный аллель G, который с высокой частотой присутствует в популяции в связи с отбором в пользу гетерозигот и сосуществует в геноме с исходным аллелем G (рис. 14-7). Тогда велика вероятность того, что в диплоидной клетке, содержащей хромосому GG (несущую дупликацию), ее гомолог будет содержать аллель G, так что получится генотип GGjG. Затем в результате генетической рекомбинации в мейозе (см. ниже) могут образоваться гаметы с генотипом GG. В этих гаметах исходный ген G и мутантный G, расположенные один за другим, не будут уже двумя аллелями, конкурирующими за один и тот же локус теперь зто два отдельных гена, каждый из которых занимает собственный локус. Такая комбинация выгодна, и она станет быстро распространяться, пока наконец вся популяция не будет состоять из гомозигот GG /GG (см. рис. 14-7). Преимущество особей с таким генотипом состоит не только в обладании обоими генами-старым G и новым G, но и в том, что они могут передавать это преимущество всем своим потомкам. [c.13]

Эти удивительные частицы, которых и живыми-то не назовешь, вне клетки ведут себя просто как большие молекулы — из них даже выращивают кристаллы. Но когда вирус попа/1ает в клетку, то через 20 минут клеточная оболочка лопается и из нее вываливается сотня абсолютно точных копий исходной частицы. Дельбрюка осенило, что на бактериофагах гораздо легче будет изучать процесс репликации, удвоения генов, чем на бактериях, не говоря уже [c.10]

Репликация ДНК. У бактерий, так же как и у высших организмов, носителем генетической информации служит ДНК. Рассматривая структуру клетки, мы уже говорили о том, что бактериальная ДНК представляет собой двойную спираль, замкнутую в кольцо. Сразу же возникает вопрос как сохраняется наследственная информация при росте и размножении клеток Перед их делением происходит идентичная редупликация, или репликация, генов. Этот процесс можно удовлетворительно объяснить, исходя из модели структуры ДНК, предложенной Уотсоном и Криком, и из механизма удвоения ДНК, теперь уже известного (см. с. 36). Две цепи двойной спирали ДНК комплементарны друг другу. На каждой цепи из структурных элементов ДНК-дезоксирибонукле-озидтрифосфатов-синтезируется новая цепь при этом с каждым из оснований спаривается комплементарное ему основание, так что каждая из двух новых цепей опять-таки будет комплементарна родительской цепи. Обе новые двойные спирали состоят из одной родительской и одной вновь синтезированной цепи. Эта точная репликация ДНК гарантирует сохранение генетической информации. [c.435]

Таким образом, из двух главных компонентов хромосомы — ДНК и белка — только ДНК является носителем генетической информации. В классической генетике гены не отождествлялись с какими-либо конкретными химическими соединениями теперь мы знаем, что они представляют собой определенные участки молекулы ДНК, т. е. последовательности нуклеотидов в двухцепочечном полидезоксирибонуклеотиде. Вопрос об удвоении хромосом рассматривается в следующей главе. Рекомбинация, по крайней мере у гаплоидных организмов, происходит, по-видимому, путем разрыва и воссоединения хромосом. [c.484]

Классическим примером служит случай, обнаруженный Стертевантом на дрозофиле и касающийся доминантного гена Ваг. Этот ген, расположенный в Х-хромосоме, вызывает образование полосковидных глаз вместо круглых. Гомозиготная самка Ваг с двойной дозой гена Ваг имеет несколько более узкие глаза, чем самец, единственная Х-хромосома которого содержит лишь одну дозу этого гена. Изучение хромосом слюнных желез дрозофилы показало, что ген Ваг возникает в результате удвоения маленького участка хромосомы, содержащего четыре диска (см. фиг. 70), или, во всяком случае, его возникновение связано с этим процессом удвоения. В хромосомах, несущих ген Ваг, этот участок представлен дважды, в хромосомах же с соответствующим плюс-аллелем, вызывающим образование нормальных круглых глаз, этот участок представлен только один раз. Далее оказалось, что в потомстве гомозиготных самок Ваг, у которых соответственно данный участок хромосомы представлен четыре раза, возникают, хотя и с низкой частотой (1 1600), уклоняющиеся типы хромосом. [c.261]

По своим внешним признакам автотетраплоиды характеризуются известным гигантизмом их стебли, листья, цветки и семена имеют более крупные размеры, чем у исходных форм. Эти изменения часто бывают очень резкими (фиг. 142—145). В первую очередь это объясняется тем, что у тетраплоидов клетки значительно крупнее. Следовательно, имеется тесная связь между числом хромосом и размером клеточного ядра, а также между размерами ядра и клетки. Таким образом, тет-раплоиды построены из более крупных кирпичей , чем ди-плоиды (фиг. 146), и если число клеток не изменяется, то это неизбежно приведет к увеличению размеров органов. Изменения размеров частично могут определяться также действием генов. При удвоении числа хромосом удваивается весь набор генов, что, конечно, влечет за собой серьезные генетические последствия. [c.314]

Во время деления клетки происходит удвоение хромосомы, причем гены, находящиеся в данной хромосоме, так в ней и остаются. Их разделение может быть в случае так называемого кроссинговера. Это явление происходит во время образования пар между гомологичныхми хромосомами и открывает возможность определения порядка расположения генов в хромосомах. [c.210]

Рис. 31. Геном кишечной палочки (Es heri hia oii), развернутый на тонкой опорной пленке. ДНК бактерии была мечена тритием. Геном имеет овальную или круглую форму на правой стороне ясно видно расщепление (удвоение) генома.

Справочник химика 21

Химия и химическая технология