- •Айала ф., Кайгер Дж. Современная генетика: в 3-х т. Т. 1. Пер. С англ.: – м.: Мир, 1987. – 295 с.
- •Электронное оглавление
- •9. Методы работы с днк 260
- •Предисловие редактора перевода
- •Предисловие
- •Структура книги
- •Особенности книги
- •Организация и передача генетического материала
- •I. Введение
- •Прокариоты: бактерии и сине-зеленые водоросли
- •Одноклеточные и многоклеточныеэукариоты
- •МейозIi
- •Значение мейоза
- •Литература
- •2.Менделевскаягенетика Первые представленияо наследственности
- •Открытие законов наследственности
- •Методы Менделя
- •Доминантность и рецессивность
- •Расщепление
- •Гены - носители наследственности
- •Независимое комбинирование
- •Тригибридные скрещивания
- •27 Гладкие желтые пурпурные
- •Множественные аллели
- •Генотип и фенотип
- •Литература
- •3. Хромосомныеосновы наследственности Гены и хромосомы
- •Наследование, сцепленное с полом
- •Нерасхождение х-хромосом
- •Вторичное нерасхождение
- •Сцепленное с полом наследование у человека и других видов
- •Определение пола
- •Отношение полов
- •Литература
- •4. Природа генетическогоматериала
- •Бактерии как экспериментальныйобъект
- •Экспериментальные исследованиябактериофагов
- •Нуклеиновые кислоты - наследственный материал вирусов
- •Химический состав и строениенуклеиновых кислот
- •Модель структуры днк Уотсона-Крика
- •Проверка модели Уотсона-Крика
- •Различные формы организациидвухцепочечной днк
- •Организация днк в хромосомах
- •Общие особенности репликации днк
- •Литература
- •5. Геномэукариот
- •Рекомбинация сцепленных генов
- •Генетические карты
- •Трехфакторные скрещивания
- •Генетическая интерференция
- •Когда происходит кроссинговер?
- •Мейоз у грибов
- •Цитологические наблюдениякроссинговера
- •Корреляция между генетическими и цитологическими картами хромосомдрозофилы
- •Внеядерная наследственность
- •Литература
- •6. Тонкая структура гена
- •Бактериофаг как генетическая система
- •СистемаrIi бактериофага т4
- •Природа мутаций в областиrIi
- •Функциональные особенностиrIi-мутаций
- •Цистрон
- •КартированиеrIi-мутаций с помощью делеций
- •Предельная разрешающая способностьрекомбинационного анализа
- •Уточнение генетической терминологии
- •Комплементационный анализу высших эукариот
- •Рекомбинационный анализтонкой структуры генау высших эукариот: дрозофила
- •Литература
- •7. Геномвируса
- •Размножение бактериофагов
- •Мутантные бактериофаги
- •Комплементационный анализусловно летальных мутаций фагаХ174
- •Рекомбинационный анализ мутантовфагаХ174
- •Умеренный бактериофагλ
- •Гены фагаλ
- •Профагλ
- •Сопоставление генетическойи физической карт фага а
- •Организация геномафагов т2 и т4
- •Литература
- •8. Бактериальныйгеном
- •МутантыЕ. Coli
- •Генетические элементыE.Coli
- •Физическое картирование бактериальных генов методомпрерванной конъюгации
- •Кольцевая форма геномаЕ. Coli
- •Подвижные генетические элементы (транспозоны)
- •Генетическое картированиеЕ. Coli
- •Конъюгационное картирование
- •Трансдукционное картирование
- •Обзор результатов генетического анализа
- •Литература
- •9.Методы работы с днк
- •Кинетика ренатурации днк
- •Рестрикция днк и ферменты модификации
- •Рестрикционный анализ молекул днк
- •Определение последовательности нуклеотидов в днк ( секвенирование )
- •Метод рекомбинантных днк
- •Векторы для клонирования днк
- •Библиотеки геномов
- •Обзор методов работы с днк
- •Литература
- •Оглавление
Комплементационный анализу высших эукариот
С гетероаллельностью у высших эукариот мы впервые столкнулись в гл. 2 при обсуждении доминантности или рецессивности аллелей гена, определяющего окраску меха у кроликов. Комплементационный тест позволяет анализировать мутации, затрагивающие сложные фенотипы высших организмов. Рассмотрим две рецессивные мутации томатов: dwarf (d) (карликовость) и pubescent (p) (опушенность плодов). Нормальному фенотипу соответствует высокое растение с гладкими плодами. Являются ли эти мутации аллелями одного гена? A priori можно было предположить, что у этих двух мутантов затронуты различные генетические и физиологические функции. Для того чтобы определить, затрагивают ли d и ρ одну и ту же генетическую функцию, можно использовать комплементационный тест. При скрещивании гомозигот р/р с гомозиготами d/d потомство обладает нормальным фенотипом. Каждая родительская гамета привносит в зиготу один нормальный ген и один поврежденный. Генотип потомства должен иметь формулу dp + / /d+ р. Как мы и предположили вначале, d + и ρ+ - различные гены. В качестве другого примера рассмотрим две независимые рецессивные мутации дрозофилы, обнаруженные разными генетиками и названные raspberry (ras) и prune (pn) соответственно. Обе мутации сцеплены с полом и в гемизиготном и гомозиготном состоянии дают практически одинаковый фенотип: глаза темно-рубинового цвета. Для того чтобы определить, не тождественны ли эти мутации, можно использовать тест на комплементацию. При скрещивании самок ras/ras с самцами pn/Y y дочерей глаза были дикого типа. Следовательно, эти две мутации должны затрагивать различные генетические функции. Хромосома с мутацией ras одновременно может быть носителем аллеля рп +, а хромосома с мутацией рп - носителем аллеля ras +, поэтому в F1
6. Тонкая структура гена 177
|
Рис. 6.13. Мыши с различными генотипами по T-локусу: А. + + ; В. Т + ; В. T/t. (Dr. Yanagisawa Keiko, Mitsubishi-Kasei, Institute of Life Sciences, Tokyo). |
самки имеют генотип рп + / + ras, и эти две мутации могут быть названы комплементарными.
Напротив, сцепленные с полом рецессивные мутации white (w), apricot (a), coffee (cf) иbuff(bf), также влияющие на цвет глаз, в гомозиготном и гемизиготном состоянии проявляются по-разному. При этом у самок, гетерозиготных по любой паре из этих мутаций, цвет глаз отличается от дикого типа. Следовательно, каждая из этих мутаций должна затрагивать одну и ту же генетическую функцию, но по-разному. Другими словами, эти мутации не комплементарны друг другу, т.е. являются аллелями одного гена (гена white), и поэтому для их обозначения используются символы wa, wcf и wbf. Эти различные мутации гена w+могут служить примером множественного аллелизма (см. гл. 2). Рекомбинационное исследование этих мутаций мы обсудим в следующем разделе.
Тест на комплементарность особенно удобен при анализе рецессивных летальных мутаций. Комплементационный анализ оказался решающим методом при исследовании мутаций локуса Т у мыши, поскольку многие из мутаций этого локуса подавляют рекомбинацию в участке хромосомы, в котором они находятся, делая таким образом рекомбинационный анализ невозможным. Доминантная мутация, называемая Brachyrury (Т), возникает спонтанно в лабораторных линиях и легко выявляется, поскольку гетерозиготные мыши (Т/ + ) имеют короткий хвост. Гомозиготы (Т/Т) погибают на эмбриональной стадии развития. Вскоре после открытия этой мутации обнаружилось, что некоторые линии, обладающие близким к дикому типу фенотипом, являются носителями рецессивных мутаций, обозначенных буквойt. При скрещивании таких линий с гетерозиготами Т/ + потомство получается бесхвостым (рис. 6.13). Этиt-мутации представляют собой рецессивные летали (рис. 6.14). Изображенное на рисунке скрещивание дает чистуюлинию T/t, поскольку, во-первых, лишь мыши с этим генотипом выжи-
178Организация и передача генетического материала
|
|
Рис. 6.14. Генетические свойства Т-локуса мыши. А. Доминантная мутация Т вызывает короткохвостость у мышей с генотипом Т/ + . Рецессивные аллели t вызывают бесхвостость у мышей с генотипами Т /t. Как показывают скрещивания, и Т, и t детальны в гомозиготном состоянии. Потомство, гомозиготное по этим генам, погибает на эмбриональных стадиях развития. Б. Функциональную тождественность различных t-аллелей χ и у можно установить посредством указанного скрещивания, определяя фенотипы, соответствующие генотипам tx/ty. |
вают и способны давать потомство в следующем поколении, а, вовторых, t-мутации обычно «запирают» рекомбинацию, и этот генотип сохраняется из поколения в поколение. Чистые линии такого типа называются сбалансированными леталями и, с точки зрения генетика, очень удобны, поскольку, для того чтобы сохранить две мутации для будущих исследований, нет необходимости производить отбор в каждом поколении.
Таблица 6.3. Свойства некоторых рецессивных t-аллелей мыши | |||
Группа комплементации |
Аллели |
T/t-фенотип |
Рекомбинация |
Бесхвостый |
Подавлена | ||
Нормальный |
Подавлена | ||
Короткохвос- |
Повышена | ||
тый |
| ||
Бесхвостый |
Нормальная | ||
Бесхвостый |
Подавлена | ||
Бесхвостый |
Подавлена | ||
|
| ||
Бесхвостый |
Подавлена | ||
|
| ||
|
| ||
|
| ||
|
| ||
Бесхвостый |
Подавлена | ||
По Bennett D. (1975). Cell, 6, 441. |
6. Тонкая структура гена 179
В географически сильно разобщенных природных популяциях мышей было обнаружено большое число t-мутаций. Комплементационный анализ рецессивных летальных t-мутаций, проводимый путем скрещивания различных сбалансированных линий (рис. 6.14), показал, что в некоторых комбинациях потомство жизнеспособно и обладает нормальными хвостами, в других гибнет на эмбриональной стадии. Известные летальные t-мутации распадаются на шесть групп комплементации (табл. 6.3). Гетерозиготные комбинации мутаций, относящихся к одной группе комплементации, летальны, тогда как двойные гетерозиготы по рецессивным леталям, относящимся к разным группам комплементации, жизнеспособны.