Бактериофаг Mu в исследовании репликации

На рис. 5-16 изображен ряд гипотетических реплицирующихся молекул с участками одноцепочечной ДНК, показанными тонкими линиями. В одном раннем и очень важном электронно-микроско-пическом исследовании репликации у бактериофага лямбда некоторые из этих структур были действительно обнаружены и встречались часто, а другие никогда не наблюдались. [c.24]

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]

Совершенно ясно, что технически довольно трудно наблюдать, каким образом вирусы растений и животных внедряются в клетки своих хозяев и размножаются там трудно также изучать роль нуклеиновой кислоты вируса в этих процессах. Удобным объектом для такого рода исследований служат бактериофаги — вирусы, поражающие бактериальные клетки. Они легко поддаются биохимическому изучению, главным образом благодаря быстрому размножению их в клетках хозяина. Бактериофаги широко использовались при исследованиях в области молекулярной генетики и репликации пуклеиновых кислот. Частицы бактериофага могут содержать либо ДНК, либо РНК. [c.157]

После открытия в 1956 г. инфекционности РНК ВТМ стало ясно, что представление о вторичной роли РНК как копии генов ДНК должно быть пересмотрено. В частности, необходимо было выяснить, как генетическая РНК вируса обеспечивает свою собственную репликацию. К сожалению, ВТМ был не очень удобным объектом для экспериментального подхода к этой проблеме. Во-первых, репродукцию ВТМ приходится изучать в интактных растениях табака (или в отдельных листьях растения), в которых лишь очень незначительная часть из мириад клеток способна заражаться вирусом и обеспечивать его развитие в каждый данный момент времени. Поэтому исследование биохимических процессов, протекающих на внутриклеточной стадии развития ВТМ, подобно тому как это было сделано в случае культур Е. соН, зараженных Т-четными бактериофагами, являлось чрезвычайно трудной задачей. Во-вторых, лишь незначительная доля частиц ВТМ, нанесенных на лист табака, в действительности способна осуществить заражение. Поэтому в противоположность опытам с Т-четными фагами, в которых почти каждая вирусная частица способна заражать чувствительные клетки Е. oli, было очень трудно проследить внутриклеточную судьбу редких родительских частиц ВТМ, дающих начало вирусному потомству. [c.466]

После адсорбции на Р-пилях клетки Е. соИ и внедрения в нее молекулы РНК начинается внутриклеточный рост родительской частицы фага f2. По истечении латентного периода продолжительностью примерно 50 мин происходит лизис первых зараженных клеток и освобождается от 1000 до 10 ООО инфекционных частиц потомства на клетку в зависимости от условий роста. Брюхимическое исследование процессов, происходящих в клетках Е. oli, зараженных фагом f2, показало, что в отличие от того, что наблюдается при заражении Т-четным фагом, в этом случае синтез ДНК, РНК и белка клетки-хозяина не подавляется почти до самого конца латентного периода. Эти данные в свою очередь привели к новому вопросу в какой степени продолжающиеся процессы синтеза в клетке-хозяине принимают участие в репродукции бактериофага f2 В частности, важно было выяснить, не осуществляется ли генетическая функция вирусной РНК путем обратной транскрипции ее генетической информации на внутриклеточную ДНК, которая затем обеспечивает синтез РНК и белка потомства фага согласно механизму гетерокаталитической функции ДНК. Эта возможность была, однако, вскоре опровергнута, так как было показано, что размножение фага f2 происходит более или менее нормально в бактериях, обработанных ингибиторами репликации ДНК и ее транскрипции в РНК. Таким образом, было продемонстрировано, что вирусная РНК представляет собой полностью автономный генетический материал, не" нуждающийся в участии ДНК-матрицы для осуществления своей двойной генетической функции. [c.470]

Данные о непрерывном копировании одной цепи ДНК и прерывистом копировании другой получены не только на бактериях например, они подтверждаются исследованием процесса репликации ДНК бактериофага 0X174 [1219] однако имеются данные и о прерывистом копировании обеих цепей [655]. [c.20]

В течение долгого времени возможность возникновения каких-либо репликационно-независимых спонтанных мутаций казалась сомнительной. Было известно о накоплении мутаций в неделящихся гаметах Drosophila, в спорах Neurospora я у Е. соИ в стационарной фазе. Однако в этих случаях мог иметь место репаративный синтез ДНК. Определенный ответ в конце концов был получен в исследованиях на бактериофаге Т4 [53]. В свободных фаговых частицах не происходит ни репарации, ни репликации, однако было обнаружено, что в определенных гП-мутантах с течением времени имеет место линейное накопление реверсий. Однако их частота была низкой по сравнению с частотой при репликации. В случае репликационно-независимых мутаций сдвиги рамок считывания были редки, а трансверсии происходили чаще, чем в случае репликационно-зависимых мутаций. [c.192]

Прогресс в бактериофагии обусловлен прежде всего приложением к бактериофагам (в том числе фагам промышленных бактерий) принципов генетических исследований и сосредоточением усилий многих исследователей иа изучении относительно небольшого числа фагов (лямбдоидные фаги, группа Т-четных фагов и др.), послуживших основными фаговыми моделями при разработке принципов молекулярной генетики. Исследование ряда модельных фагов достигло сейчас очень высокого уровня. Для некоторых из них полностью расшифрована нуклеотидная после-довательнось генома, установлены границы генов, определено положение многих мутаций в последовательности нуклеотидов, выявлены промоторы, операторы, терминаторы, определены возможные рамки считывания и соответствующие им белковые продукты и т. д. Вместе с тем продолжается выявление и новых фагов. Некоторые из них становятся удобными моделями для решения определенных проблем. Например, липидсодержащие бактериофаги используют как модель для изучения структуры мембраны бактериофаги, геном которых представлен несколькими фрагментами РНК, служат хорошей моделью при изучении некоторых сторон репликации вирусов с такими же геномами бактериофаги-транспозоны — прекрасная модель в изучении механизмов транспозиции, играющих существенное значение в канцерогенезе, эволюции и т. д. [c.215]

Искусственные хромосомы Р1. В заключение следует упомянуть о семействе векторов РАС (Р1-derived artifi ial hromosome), также часто используемых в современных исследованиях. Векторы этой серии содержат гены умеренного бактериофага Р1, обеспечивающие репликацию фаговой хромосомы в зараженных бактериальных клетках. Рекомбинантные ДНК на их основе (размер вставки 150-200 т.п.о.) также вводятся в бактериальные клетки с помощью электропорации. [c.94]

По крайней мере, семь интенсивных ковалентных модификаций азотистых оснований геномной ДНК обнаружены у живых организмов, относящихся к различным таксономическим группам, и биологические последствия этих явлений составляют предмет интенсивных исследований [291]. Одноклеточные эукариоты содержат Ыб-метиладенин (т А) и 5-гидроксиметилурацил (hni U). В клетках человека и насекомых были обнаружены т А и Н -метилгуанин (m G). У прокариот наиболее часто встречаются т А и 5-метилцитозин (т С), а также, в меньшей степени, №-метилцитозин (т С). Все модификации связаны с системами рестрикции и модификации ДНК, а т А, кроме того, участвует в контроле репликации и репарации ДНК у этих организмов. У бактериофага Т4 все остатки С представлены 5-гидроксиме- [c.218]

Многие известные теперь детали процесса репликации ДНК удалось установить благодаря исследованию поведения и активности ферментов, обеспечивающих работу аппарата репликации. Наиболее полно изучен механизм репликации бактериальной ДНК, особенно ДНК Е. соИ и бактериофагов, которые в ней размножаются. Довольно хоропю известны и ферменты репликации дрожжей, Drosophila, клеток и вирусов млекопитающих. Здесь мы обсудим механизм действия ДНК-поли-мераз и ДНК-лигаз, поскольку при синтезе длин-HbDi цепей ДНК эти два фермента работают согласованно. [c.78]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология