Генетическая информация в фаге

Умеренные бактериофаги могут находиться в длительной взаимосвязи с бактериями. Это явление названо лизогенией. В лизогенных клетках генетическая информация фага сохраняется в виде профага, который встраивается в хромосому бактерии, [c.136]

Существуют и другие, более близкие опасности. В 1974 г. Комитет по рекомбинантным молекулам ДНК Национальной Академии наук США обратился с призывом о прекращении экспериментов в двух направлениях, которые могут представить опасность для человечества в целом [269]. В своем обращении комитет подчеркнул, что использование Е. соИ для клонирования рекомбинантных молекул может оказаться опасным, поскольку эти бактерии обитают в кишечнике человека и могут обмениваться генетической информацией с бактериями, патогенными для человека. Комитет считает, что следует добровольно отказаться от исследований в двух указанных им направлениях, которые могут привести к случайному включению в хромосому генов, обусловливающих устойчивость к антибиотикам и к образованию токсинов, а также к развитию опухолей. Особые предостережения были высказаны в отношении любых планов, направленных на сцепление фрагментов ДНК животных с ДНК бактериальных плазмид или фагов. Предполагается, что контроль за проведением такого рода исследований должен осуществляться различными организациями, субсидирующими биохимические исследования [269]. [c.296]

При трансдукции геном бактерии-реципиента рекомбинирует с участком генома фага, несущим генетическую информацию от бакте-рии-донора. Происшедшее изменение (рекомбинация) становится затем [c.106]

Факторы фертильности (F-факторы). Это, как уже говорилось, плазмиды, которые могут включаться в бактериальную хромосому подобно ДНК умеренного фага лямбда. Они мобилизуют генетическую информацию этой хромосомы и осуществляют перенос ее в другую клетку. Такой перенос (конъюгация) был хорошо изучен на Е. соИ. [c.462]

Сравнительная поражаемость репродукционной и репрессорной (управление генетической информацией) функций ДНК умеренного фага лямбда при непрямом действии гамма-излучения [c.170]

Трансдукция — перенос генетической информации из одной бактериальной клетки в другую, осуществляемый ДНК фагов. [c.347]

Трансдукцией называют процесс переноса генетической информации из клетки-донора в клетку-реципиент, осуществляемый фагом. [c.183]

ИЗ ОДНОЙ молекулы ДНК) молекулярная масса ДНК составляет 2,0-10 . Двухцепочечная структура—наиболее распространенная форма записи в ДНК генетической информации. Исключение составляет одноцепочечная ДНК фага фХ174 (который поражает Е.соИ). [c.116]

Вирусные (—)РНК-геномы обычно кодируют несколько белков и часто вся генетическая информация содержится в единой молекуле. Если речь идет о геноме фага, то особых проблем с синтезом этих белков не возникает, так как в клетках прокариот каждый цистрон полицистронной матрицы может транслироваться независимо. Иначе обстоит дело у вирусов эукариот. В мРИК эукариот, как правило, функционирует только один иниципр щий триплет. Чтобы [c.317]

Большая часть наших знаний в области биохимической генетики была получена в результате исследования бактериофагов. Интенсивное изучение Т-четных фагов Т2, Т4 и Тб было начато еще в 1938 г. Максом Дельбруком и его сотрудниками. Хотя размеры исследованных ими вирусов малы, тем не менее оказалось, что они относятся к числу наиболее сложно устроенных из известных вирусов (дополнение 4-Д). Генетической информации, содержащейся в одной линейной молекуле ДНК, которая в случае фага Т4 содержит 2-10 пар оснований, достаточно для кодирования примерно 200 генов. Удалось установить положение 60 из этих генов на генетической карте. Ниже мы рассмотрим вкратце метод, при помощи которого это было сделано. [c.248]

Триптофансинтетаза (стр. 141) состоит из двух субъединиц А и В (или а и ), первая из которых содержит всего лишь 268 аминокислот. Тонкую структуру гена А удалось картировать следующим образом. Было выделено большое число мутантных бактерий, неспособных расти на среде, не содержаш,ей триптофана (ауксотрофы по триптофану). Генетические скрещивания проводились с помощью специального трансдуцирующего бактериофага Pike [134]. В процессе размножения в чувствительных к ним бактериях трансдуцирующие бактериофаги иногда включают в собственную ДНК часть бактериальной хромосомы. В дальнейшем, когда такой фаг заражает другие бактерии, часть его генетической информации может переноситься в результате рекомбинации 3 хромосомы бактерий, переживших инфекцию. Используя серии мутантов с делециями аналогично тому, как это было сделано при картировании гена гЛ, удалось разделить ген А на ряд участков, а исследование частоты рекомбинаций позволило осуществить точное картирование. [c.251]

В культурах микоплазм обнаружены формы с наименьшими из всех известных клеточных микроорганизмов размерами. Поэтому, вероятно, именно микоплазмы можно считать наиболее простыми самостоятельно воспроизводящимися системами. По проведенным подсчетам теоретически наименьшая структурная единица, способная к самостоятельному воспроизведению на искусственной среде, не может иметь размеры меньше, чем сферическое тело диаметром 0,15—0,20 мкм или нить длиной приблизительно 13 мкм и диаметром примерно 20 нм. Все эти структуры встречаются в культурах микоплазм и, вероятно, могут рассматриваться как жизнеспособные репродуцирующиеся формы. По объему генетической информации, содержащейся в геноме, микоплазмы занимают промежуточное положение между Е. соИ и Т-фагами. [c.170]

Существование механизмов переноса генетической информации с помощью фагов и плазмид позволяет предполагать, что архебактерии должны каким-то образом защищать собственный генетический материал от чужеродного. У эубактерий эта проблема реще-на с помощью системы рестрикции-модификации. У эукариот такой системы нет, они выработали иные механизмы генетической изоляции. Найдено, что архебактерии обладают системой рестрикции-модификации, аналогичной эубактериальной. [c.412]

В заключение раздела, посвящеииого анализу последовательности нуклеиновых кислот, следует отметить, что новые методы обеспечили возможность полностью расшифровать строение ряда простейших геномов, к которым относятся бактериофаги < Х174 (5255 звеньев), С-4 (5577 звеньев), Т7 (39 936п.о.),>. (4 592 п. о.), некоторых других фагов и вируса обезьян 8У-40 (5226 л. о.), больших участков генома бактерий, животных, растений и т. п. Эта результаты заставили по-новому взглянуть на структуру и функцию генома и на его эволюцию. И тем не менее сегодня в середине 80-х годов расшифрована еще только очень незначительная часть генетической информации. Общая длина расшифрованных последовательностей составляет всего лишь несколько миллионов нуклеотидных звеньев, а это — только 0,001 длины генома человека. [c.330]

Новые свойства, приобретенные культурой, наследственно закреплены и связаны с изменением генетической информации клеток, несущих умеренные фаги (профаги). [c.85]

Таким образом, независимо от систематического положения биообъекта, на практике использзоот либо природные организованные частицы (фаги, вирусы) и клетки с естественной генетической информацией, либо клетки с искусственно заданной генетической информацией, то есть в любом случае использзоот клетки, будь то микроорганизм, растение, животное или человек Для примера можно назвать процесс получения вируса полиомиелита на культуре клеток почек обезьян в целях создания вакцины против [c.40]

Геном акариот и прокариот, а также митохондрий и пластид эукариот является компактной совокупностью генов с небольшим содержанием структурных повторов, что характеризует его экономичность Он кольцевидно замкнут (непрерывен), интервалы между генами минимальны Например, вся генетическая информация умеренного фага X размещается в кольцевой молекуле ДНК длиной в 50 кЬ, где содержится порядка 40 генов, плазмидная ДНК из 95—97 кЬ включает до 100 генов, замкнутая ДНК Е oli из 400 кЬ может содержать до 3000 генов (примерно 1500 пн составляют один ген), [c.176]

Рис. 27-7. Общая схема эксперимента Херши и Чейз. Эксперимент проводили на двух препаратах бактериофага, меченного радиоактивным изотопом. В одном из ник о помощью изотопа Р были помечены фосфатные группы фаговой ДНК, а в другом изотоп был введен в серусодержащие аминокислоты белка оболочки фага. Каждый из меченных таким способом фагов по отдельности был добавлен к суспензии немеченых бактерий. Затем обе группы зараженных фагом бактериальных клеток встряхивали в смесителе. Оказалось, что клетки, зараженные Р-вирусными частицами, содержат в своем составе Р, т. е. в них попала меченая вирусная ДНК. Отделенные от клеток тени фага (пустые оболочки вируса) радиоактивности не содержали, В клетках, зараженных З-вирусными частицами, радиоактивности яе было, зато она была найдена в тенях фага после отделения их от клеток с помошью смесителя. Поскольку в обоих случаях было получено потомство вирусных частиц, данный эксперимент доказал, что генетическая информация, необходимая для репликации вируса, переносится вирусной ДНК, а не вирусным белком.

Более того, меченая инфекционная вирусная иг-РНК сохраняется без изменений в течение всего цикла воспроизведения вируса и может затем быть выделена из лизата [146]. Следовательно, она не включается в вирусное потомство, а служит, вероятно, переносчиком необходимой информации для синтеза фермента, осуществляющего ее собственную репликацию и воспроизведение фаговых белков. Действительно, когда РНК фага 12 добавляют in vitro к системе, синтезирующей белок, то начинается синтез фагоснецифичных полипептидов, из которых строится оболочка фага (стр. 277). Таким образом, вирусная РНК несет генетическую информацию и может служить информационной РНК без всякой дальнейшей транскрипции. [c.249]

Сенсационные опыты по трансформации у некоторых бактерий (см. стр. 244) показали, что если бактерии одного штамма поглощают молекулу чистой нуклеиновой кислоты (ДНК) другого штамма, то это приводит к появлению наследственных изменений. Другое доказательство того, что ДНК представляет собой основное вещество, передающее наследственную информацию, было получено при изучении наследственной конституции бактериофагов. Когда бактериофаг поражает бактерию (см. стр. 249), то он вводит в бактериальную клетку вещество, побуждающее ее продуцировать новые вирусные частицы точно такого же состава, как и данный фаг это вещество содержит 977о ДНК и только 3% белка. У лизогенных бактерий профаги, расположенные в разных местах бактериальной хромосомы, как мы уже знаем, представлены одной лишь ДНК. Эта ДНК способна, следовательно, передавать генетическую информацию , которая необходима для того, чтобы возник фаг специфического типа, после чего бактериальная клетка растворяется. [c.269]

За последние годы твердо установлено, что нуклеиновые кислоты выполняют в вирусе, клетке и в макроорганизме кибернетические функции. В дезоксирибонуклеиновой кислоте (ДНК) клеточных ядер и рибонуклеиновой кислоте (РНК) вирусов растений зафиксирована вся генетическая информация, т. е. необходимые данные для синтеза белков. Прямые опыты по трансформации бактерий растворами чистой ДНК, но заражению бактерий с помощью ДНК, выделенной из фагов, по заражению растений с помощью РНК, выделенной из вирусов, показывают, что именно макромолекулы ДНК и РНК являются носителяйи генетической информации. Если искать сравнение из области электронных счетно-решающих машин, то можно, как это делал Нейман, рассматривать по аналогии с клеткой машину, содержащую все необходимое, чтобы воспроизвести самое себя. В такой машине должны быть рабочие орудия (в клетке—это ферменты, организованные в пространственные структуры) и должен быть элемент памяти (например, магнитная лента), в котором зафиксированы с помощью кода все детали ее конструкции. Цепочка нуклеиновой кислоты играет в клетке ту же роль, что магнитная лента в электронной машине. Чем длиннее цепь нуклеиновой КИС.ЛОТЫ, тем больше информации в ней может быть запасено. [c.6]

Нельзя себе представлять делецию как истинный химический разрыв в ДНК фага. Скорее, это отрезок цепи ДНК, утративший генетическую информацию, т. е. ставший бесполезным, функционально несостоятельным. Можно себе представить множество химических реакций, приводящих к такому результату, например денуринизацию (отщепление пуриновых оснований на некотором протяжении цепи сделало бы ее бесполезной). В итоге оказывается, что различие в плотностях между Я и Adg не столь значительно, хотя и вполне достаточно для их разделения в градиенте s l, по Месельсону, оно составляет в среднем 0,01. Любопытна следующая деталь. Когда Adg образуется в лизогенной культуре, то отдельные частицы имеют довольно различные плотности, т. е. существенно отличаются друг от друга по размерам хромосомной делеции. [c.392]

ДНК этого фага, помимо совокупности структурных генов, обеспечивающих осуществление интегральной функции репродукции, содержит в своем составе ген-регулятор и ген-оператор, обеспечивающие интегральную функцию репрессии (блокировки) генетической информации [5, 6]. Интегральная функция репродукции может осуществляться только при условии функциональной полноценности отдельных структурных генов. Если нарушается функциональная полноценность хотя бы одного структурного гена, то нарушается и вся интегральная функция репоодукции. [c.168]

Однако Парибок не учитывает размеров участков (мишеней), с которыми связаны репрессориая (управление генетической информацией) и репродукционная функция ДНК умеренного фага к. [c.191]

Трапсдукция — это передача генетической информации между бактериальными клетками с помощью умеренных трансдуци-рующих фагов. Трансдуцирующие фаги могут переносить один геи или более. [c.22]

Однако нрп помощи ДНК фага переносится не только его собственная информация. Некоторые штаммы фагов способны переносить также генетический материал от бактерии, где фаг размножился, к бактерии, которую он затем инфицирует. Это подтверждается явлением лизогении, при котором фаги (так называемые умеренные фаги) не убивают клетки, а внедряются в них и влияют на поведение и свойства не только данной бактерии, но и ее отдаленных потомков. В этом случае генетический материал фага (т. е. ДНК) объединяется с генетическим материалом клетки-хозяина. Если на такую лизогенную клетку воздействовать, например, УФ-об-лучением, то она начинает продуцировать фаги, а сама гибнет. Новые фаги, заражая другие клетки, несут не только свой генетический материал, но и некоторое количес1во генетического материала погибшей клетки [c.474]

Эти наблюдения были интерпретированы Херши в терминах классических представлений о сцеплении генов, выработанных 40 лет назад Морганом и Стёртевантом. Херши предположил, что генетический материал бактериофага состоит из расположенных в линейном порядке генов, каждый из которых несет генетическую информацию о каком-либо признаке вируса, подобно генам в хромосомах высших форм. Таким образом, разные мутанты фагов несут различные мутантные гены, и каждому мутантному признаку соответствует определенный участок, или локус, в такой линейной структуре сцепленных генов. Следовательно, геномы двух мутантных фагов h я г, сосуществующих в зараженной ими бактериальной клетке, можно представить в следующем виде [c.288]

В 1959 г. Д. Пратт сумел показать, что большинство, если не все бромурациловые ревертанты г+, образуемые мутантами гП (которые были индуцированы аналогами оснований), возникают в виде гетерозигот гП/г" , которые позднее расщепляются на гомозиготные ревертанты г" ". Чтобы продемонстрировать это, к бактериям, зараженным мутантным фагом Т4гП, непосредственно перед окончанием скрытого периода внутриклеточного развития фага добавляли бромурацил и первые инфекционные частицы, появившиеся в клетках непосредственно после окончания скрытого периода, высвобождали путем искусственного лизиса клеток. Такая методика постановки опыта гарантировала, что все ревертанты / +, возникшие и извлеченные из фонда предшественников фаговой ДНК во время короткого воздействия мутагена, образовались исключительно в самом последнем цикле репликации. Ошибка копирования, восстановившая у них в соответствующем участке ДНК генетическую информацию дикого типа г+, произошла настолько поздно, что больше и и одного цикла репликации произойти уже не могло (а это значит, что не могло произойти и расщепления на гомозиготные мутантные структуры). Такого рода опыты показали, что свыше 80% всех ревертантов г, возникших в результате кратковременного контакта с бромурацилом, действительно представляет собой мутационные гетерозиготы, несущие как исходный аллель г, так и ревертировавщий к дикому типу аллель г" . Следовательно, в полном соответствии с механизмом Уотсона и Крика и вопреки механизмам, предусматривающим консервативное распределе- [c.325]

Физические и химические исследования бактериофага 2 показали, что его частица содержит одну одноцепочечную (некольцевую) молекулу РНК длиной около 3300 нуклеотидов. (Следовательно, РНК 2 несет примерно в два раза меньше генетической информации, чем РНК ВТМ.) Нуклеотидный состав РНК 12 следующий [А] = 0,23 [Г] = 0,26 [У] = = 0,26 и 1Ц] = 0,25. Белковая оболочка фага 2 представляет собой сферическую структуру из 180 одинаковых молекул белка, каждая из которых содержит 129 аминокислот. Анализ аминокислотной последовательности белка фага 12 и родственных ему фагов М52 (выделенного в Калифорнии) и 1г (выделенного в Германии) показал, что белок М52 отличается от белка 2.по 88.-й аминокислоте, белке фага 12 в этом мес е находится оста- [c.469]

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]

ВВОДИТ свою ДНК в бактерию-хозяина. Те же реакции, приводящие к эффективной и избирательной упаковке космид в частицы фага Я, можно провести и in vivo [2—5]. В этом случае упаковку обеспечивает система, запускающаяся в бактериальной клетке либо при индукции профага в ответ на тепловую инактивацию термочувствительного репрессорного белка, либо при индуцировании клетки хелперным фагом. При этом способе существенно возрастают эффективность процессов переноса генетической информации между разными клетками и взаимопревращения различных (кольцевых и линейных с выступающими концами) форм ДНК (рис. 3.1). [c.75]

Трансдукция — это перенос генетической информации от клетки донора к клетке-реципиенту, который осуществляется фагом. Это явление впервые описали в 1952 г. Н. Циндер и Дж. Ледерберг. Оно основано на том, что в процессе размножения фагов в бактериях иногда образуются частицы, которые наряду с фаговой ДНК или вместо нее содержат фрагменты бактериальной ДНК- Такие частицы называются трансдуцирую-щими. По морфологии и адсорбционным свойствам они ничем не отличаются от обычных фаговых вирионов, но при заражении ими новых клеток они передают им генетические детерминанты предыдущего хозяина. Таким образом, чтобы осуществить трансдукцию (или трансдукционное скрещивание), необходимо размножить фаг на клетках штамма-донора, а затем заразить им клетки штамма-реципиента. Отбор рекомбинантов, которые называются здесь трансдуктантами, проводят на селективных средах, где не могут расти исходные реципиентные клетки. [c.98]

Трансформация — это процесс переноса генетической информации. при котором ДНК. выделенная из клетки-донора, поступает в клетку-реципиент. Реиипиентная клетка, в которой происходит экспрессия генетического материала донора, называется трансформантом. Трансформация может осуществляться как хромосомной, так и плазмидной ДНК. Процесс, при котором выделенная ДНК фагов поступает в бактериальные клетки и обусловливает образование в них зрелых фаговых частиц, называется трансфекцией. [c.115]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология