- •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
Литература
Bennet D. (1975). The T-locus of the mouse, Cell, 6, 441-454. Benzer S., 1961. Genetic fine structure. In: Harvey Lectures, Vol. 56, Academic Press, New York. Gelbart W. et al. (1976). Extension of the limits of the XDH structural element in Drosophila melanogaster, Genetics, 84, 211-232. Green M.M. (1959). Spatial and functional properties of pseudo-alleles at the white locus in Drosophila melanogaster, Heredity, 13, 302-315. |
LeFeverH.M. (1973). Analysis of three white mutants resulting in two new recombination sites at the white locus in Drosophila melanogaster, Drosophila Information Service, 50, 109-110. ZacharZ., BinghamP.M. (1982). Regulation of white locus expression: the structure of mutant alleles at the white locus of Drosophila melanogaster, Cell, 30, 529-541. |
6. Тонкая структура гена
Ключевые слова и понятия
Вирулентный фаг Гетероаллели Делеционное картирование Комплементационный тест Мутон Непермиссивные (рестриктивные) условия Пермиссивные условия Псевдоаллель Расстояние на карте Рекомбинационный тест |
Рекон Сбалансированная деталь Тонкая структура гена Точечная мутация Транс-конфигурация Умеренный фаг Условно летальная мутация Цис-конфигурация Цистрон rII-система |
Задачи
6.1. Обнаружено шесть новых мутаций фага Т4. С помощью комплементационного теста проведен попарный анализ всех мутаций. Результаты представлены в таблице. Знак « + » означает наличие прозрачного пятна (лизировавшие бактерии). Определите группы комплементации.
6.2. У дрозофилы существует много рецессивных мутаций, обусловливающих стерильность самок, в частности это мутации dunce и diminutive. Они сцеплены с полом и на карте расположены очень близко друг от друга. Продумайте постановку эксперимента, позволяющего определить, аллельны ли эти мутации. |
6.3. Новая rII-мутация фага Т4 дает рекомбинанты дикого типа при скрещивании с у3 (см. рис. 6.10), но не дает их при скрещивании с 1241. Рекомбинанты дикого типа возникают также при скрещиваниях с 1993, 1695, РТ153 и Н88, но не появляются при скрещивании с 386 и 168. В каком участке карты rII локализована мутация? 6.4. rII-мутация, отобранная при длительном культивировании на среде, содержащей 5-бромурацил, дает рекомбинантов дикого типа при скрещивании с 638 (см. рис. 6.10). Кроме того, рекомбинанты дикого типа обнаруживаются в скрещиваниях с 1589 и 1299 и не обнаруживаются в скрещиваниях с 196, W8-33, 187 и 1519. Объясните результаты. 6.5. Картирование тонкой структуры с помощью делеций позволяет однозначно линейно упорядочить мутации. Отмечать при этом требуется лишь появление (или отсутствие) рекомбинантов дикого типа. В таблице представлены результаты попарных скрещиваний между |
186Организация и передача генетического материала
шестью rII -делениями ; 1 означает появление рекомбинанта дикого типа при скрещивании, 0 - отсутствие. Постройте генетическую карту с указанием относительной длины каждой делеции. Какие из этих шести мутаций могли бы быть точечными и при этом результаты, представленные в таблице, не изменились?
6.6. Альбинизм у человека обусловлен гомозиготностью по аутосомному рецессивному гену. В Англии описан случай, когда у супругов-альбиносов родились трое детей с нормальной пигментацией. Этот факт можно объяснить по крайней мере двояко. Как? 6.7. rII-Делеции, с помощью которых Бензер разбил область rII на 47 участков, были выбраны им из много большего набора rII-мутаций (рис. 6.10). Как и в условии задачи 6.5, расположение этих делеции друг относительно друга можно было установить, проводя попарные скрещивания и отмечая лишь присутствие или отсутствие рекомбинантов ди- |
кого типа в потомстве. В таблице представлены результаты таких скрещиваний для 15 использованных Бензером неревертирующих мутаций. Постройте генетическую карту для этих мутаций. Считайте, что каждая мутация означает отсутствие одного определенного участка - другими словами, двойных мутаций в этой группе нет. (Указание: сначала определите порядок крупных делеций.) 6.8. Сбалансированные летальные линии сыграли большую роль в развитии генетики дрозофилы. Они сделали возможным конструирование сбалансированных хромосом, содержащих множественные инверсии, запирающие кроссинговер, рецессивные летали и гены стерильности самок, а также доминантные мутации, свидетельствующие о присутствии хромосомы в гетерозиготном состоянии. Так, например, Х-хромо- |
6. Тонкая структура гена187
сома, обозначаемая как FМ7, - это сбалансированная хромосома, содержащая инверсии, мутацию женской стерильности и доминантную мутацию Ваr(В), влияющую на форму глаз. Объясните, почему использование сбалансированной хромосомы позволяет неограниченно долго сохранять в Х-хромосоме летальные и другие вредные мутации? 6.9. Мутации локуса pan y нейроспоры делают невозможным рост на среде, в которой отсутствует пантотеновая кислота, а мутанты по локусу trp могут культивироваться лишь в присутствии триптофана. Мутация ylo определяет желтый цвет спор (при нормальном черном). На основе представленных в таблице данных постройте карту, показывающую отношения между генами ylo и trp и различными мутациями локуса pan. Аскоспоры, полученные в этих четырех скрещиваниях, высевали на минимальную среду с добавлением лишь триптофана. Во всех скрещиваниях учитывали генотипы по неселективным маркерам среди рекомбинантов pan + .
|
6.10. Отобраны шесть рецессивных летальных мутантов во второй хромосоме дрозофилы. Каждая линия сбалансирована SM1 (см. задачу 6.8) и маркирована доминантной мутацией Curly. Для того чтобы определить, являются ли какие-либо из этих деталей мутациями одного гена, были поставлены скрещивания типа ia/су ♀ x lB/Су ♂ . В приведенной ниже таблице знак « + » означает появление в потомстве особей, не несущих признак Су, знак « — » отсутствие таких особей. Мутациями скольких разных генов являются отобранные шесть деталей?
|
|
6.11. У дрозофилы существует группа рецессивных летальных мутаций Minute (M), вызывающих замедленное развитие и утоньшение щетинок. При изучении мутаций Minute второй аутосомы самцов, гомозиготных по мутации cinnabar (cn), определяющей ярко-красный цвет глаз, подвергали рентгеновскому облучению и скрещивали с самками, у которых одна вторая хромосома несет сбалансированную деталь и маркирована доминантной мутацией Curly (Су) (загнутые крылья), а вторая- доминантной мутацией Brown (Bw). Потомков с загнутыми вверх крыльями, у которых, кроме того, были тонкие щетинки, скрещивали, как показано ниже, для того, чтобы выделить линию мух, несущих индуциро- |
188Организация и передача генетического материала
ванные Minute:
Каждое такое скрещивание давало линию, содержащую предполагаемую мутацию Minute. Истинные мутации Minute-рецессивные летали и идентифицируются по отсутствию гомозигот сп в потомстве от скрещивания F1. В описываемом эксперименте было обнаружено 12 вновь индуцированных мутаций Minute, каждая в сбалансированной летальной линии. Для того чтобы определить, относятся ли эти мутации к одному или различным генам, был поставлен тест на комплементацию. Для этого попарно скрещивали различные линии (пронумерованные от 1 до 12) и наблюдали за появлением в потомстве жизнеспособных гомозигот сп. Результаты скрещиваний представлены в таблице; « + » означает присутствие в потомстве жизнеспособных гомозигот сп, « — » означает их отсутствие. Разбейте эти 12 мутаций на группы комплементации.
|
6.12. С помощью метода, схематически изображенного на рис. 6.2, определяли количество рекомбинантов между rIIмутантами 165 и 201. При подсчете оказалось, что число фаговых частиц в пермиссивных условиях составляет 2000, а в непермиссивных - 50. Каково расстояние между 165 и 201 на генетической карте? 6.13. Самок, гетерозиготных по двум аллелям гена white (wa/wbf), скрещивали с самцами, гемизиготными по гену white. Из 100000 самцов в потомстве от таких скрещиваний лишь два были с глазами дикого типа. Каково расстояние между wa и wbf на генетической карте? 6.14. Сцепленная с полом доминантная мутация Notch (N) выражается в зазубренности крыльев, утоньшении жилок крыла и мелких неправильностях щетинок. Кроме того, эта мутация рецессивная леталь. Рецессивные мутации facet (fa) и split (spl) вызывают нарушения на поверхности глаз, но легко отличимы друг от друга. У мух с генотипами fa/N и spl/N проявляются признаки, характерные для соответствующих рецессивных мутаций и для генотипа N/ + ; это означает, что N-мутантная хромосома не содержит аллелей fa + или spl + . Рецессивные мутации facet-notchoid (fano) и notchoid (nd) вызывают такие же нарушения в развитии крыльев, как и N. У мух с генотипом nd/N крылья зазубрены очень сильно, а генотип fa"°/N почти полностью летален; N-мутантная хромосома не содержит аллелей nd + и fano + . На основе приведенных ниже данных постройте карту этого псевдоаллельного локуса. В таблицу включены данные лишь по двум из многих N аллелей.
|
6. Тонкая структура гена 189
Скрещивание |
Рекомбинантные самцы |
Общее число самцов |
По Welshons W. (1958). Ргос. Natl. Acad. Sei USA, 44, 254. | ||
По Welshons W., Halle Van E. (1962). Genetics, 47, 743. |
6.15. Как измерить частоту рекомбинаций между r168 и r924 при скрещивании r168r1695 x r1695r924 в ситуации, схематически изображенной на рис. 6.5? (Необходимо использовать простой и быстрый способ скрещивания, изображенный на рис. 6.11. Считайте, что вы располагаете линиями с единичными rIIмутациями, а также двойными мутантами.) 6.16. Мутации нейроспоры am2 и αm3 делают ее неспособной к росту на среде |
без глицина или содержащей его в концентрации, меньшей 0,02 М. Этим можно воспользоваться в качестве инструмента для отбора рекомбинантов дикого типа, образующихся при скрещивании двух мутантных линий. Результаты скрещиваний представлены ниже; inos и sp- фланкирующие маркеры. Что можно сказать по результатам скрещивания? |