- •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
BenbowR.M. et al. (1971). Genetic map of bacteriophage фХ174, J. Virol., 7, 549-558. Benbow R.M. et al. (1974). Genetic recombination in bacteriophage фХ174, J. Virol., 13, 898-907. Cairns J., StentG.S., Watson J.D., eds., 1966. Phage and the Origins of Molecular Biology, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, N.Y. Casjens S., King J. (1975). Virus assembly, Annu. |
Rev. Biochem., 44, 555-611. Hershey A.D., éd., 1971. The Bacteriophage Lambda, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, N.Y. Kaiser A. D. (1957). Mutations in a temperate bacteriophage affecting its ability to lysogenize Escherichia coli, Virology, 3, 42-61. Stent O.S., 1963. Molecular Biology of Bacterial Viruses, W. H. Freeman, San .Francisco.
|
Ключевые слова и понятия
Белок-репрессор Генетическая карта Гетеродуплекс Двухфакторное скрещивание Индукция профага Конкатемер Концевая избыточность последовательности ДНК Лизогенизация Липкие концы Литический путь Морфогенез фага Т4 Мутации amber, ochre, opal |
Мутации clear фага λ Неселективный маркер Низкая отрицательная интерференция Одиночный цикл развития фага Профаг Селективный маркер Супрессорчувствительные мутации Температурочувствительные мутации Трехфакторное скрещивание Физическая карта Циклическая перестановка (пермутация) последовательности ДНК |
Задачи
7.1. В таблице представлены результаты комплементационного теста между различными температурочувствительными фаговыми мутантами; « + » означает присутствие негативных колоний при непермиссивной температуре. Распределите мутации по группам комплементации.
|
7.2, Определите условия эксперимента при постановке теста на комплементацию между следующими парами условно летальных мутаций фага: a) amber, amber; б) amber, ochre; в) теплочувствительная, теплочувствительная ; г) холодочувствительная, холодочувствительная ; д) amber и теплочувствительная; е) теплочувствительная, холодочувствительная. 7.3. Перечислите пермиссивные и непермиссивные условия для каждой из мутаций и селективные маркеры при постановке трехфакторных скрещиваний в следующих комбинациях мутантов: |
7. Геном вируса223
a) amber, amber, температурочувствительная; б) opal, температурочувствительная, температурочувствительная ; в) ochre, ochre, amber; г) морфология негативных колоний, amber, температурочувствительная ; д) ochre, opal, морфология негативных колоний ; е) специфичность к хозяину, специфичность к хозяину, размер негативных колоний. 7.4. Проведены двухфакторные скрещивания между четырьмя температурочувствительными мутантами. Цифры в таблице означают долю рекомбинантов дикого типа в потомстве при культивировании при 40°С. Определите последовательность генов на генетической карте.
7.5. Проведены скрещивания температурочувствительных мутантов мелкого фага с кольцевым геномом. Проанализируйте таблицу и постройте карту хромосомы фага.
7.6. На мутантах мелкого фага были поставлены два указанных ниже трехфакторных скрещивания. Считайте, что селективные маркеры всегда теснее сцеплены по сравнению с неселективными. |
Постройте карту последовательности мутантных генов.
7.7. Были поставлены следующие трехфакторные скрещивания. Принимая предположение, которое было сделано в условии задачи 7.6, определите последовательность генов на генетической карте.
7.8. На мутантах мелкого фага были поставлены следующие трехфакторные скрещивания. Принимая предположения, сделанные в условиях двух предыдущих задач, постройте карту последовательности генов.
|
224Организация и передача генетического материала
7.9. Для изучения комплементации между различными мутациями у фагов часто определяют разницу в их урожае в пермиссивных и непермиссивных клетках при смешанной инфекции. Проанализируйте таблицу и распределите мутации по комплементационным группам.
7.10, ф105-это умеренный фаг; его хозяином является бактерия Bacillus subtilis. Фаговые частицы дикого типа образуют мутные негативные колонии при температуре как 30, так и 40°С. В двухфакторных скрещиваниях было картировано несколько температурочувствительных мутаций. Указанные в таблице цифры соответствуют доле (%) рекомбинантов дикого типа в соответствующих скрещиваниях, проведенных при температуре 40°С. Постройте по этим данным генетическую карту.
Мутант cc1 образует при обеих температурах прозрачные негативные колонии, а мутант с4 дает мутные негативные колонии при 30°С и прозрачные при 40°С. По представленным ниже данным постройте генетическую карту фага φ 105, включающую уже построенную ее часть. |
По Rutberg L (1969). J. Virol., 3, 38. 7.11. Проводили приведенные ниже трехфакторные скрещивания и каждый раз отмечали преобладающий генотип по неселективному маркеру. Во всех скрещиваниях селективные маркеры были теснее сцеплены друг с другом, чем каждый из них с неселективным (сцепленность предварительно определяли в двухфакторных скрещиваниях). Определите последовательность мутантных генов на генетической карте.
7.12. Клетки Е. coli, лизогенные по фагу λ, устойчивы к нему и не могут быть инфицированы этим же фагом λ. Однако возможно одновременное инфицирование чувствительных клеток двумя фагами λ с различными генотипами; получаемые при этом клетки называются |
7. Геном вируса225
двойными лизогенами и содержат в генотипе оба профага. Двойная инфекция фагами λ и λcI приводит к образованию лизогенов, содержащих оба профага, тогда как фаг λсI сам по себе никогда не лизогенизирует клетку даже в присутствии «хелпера» λсI+ во время инфекции. Опишите схематически возможную последовательность событий, приводящую к такой двойной лизогении. Что вы можете сказать относительно продукта гена сI+? |
7.13. Первые генетические исследования фага λ относились к мутациям, изменяющим размер или морфологию негативных колоний. Вот некоторые из этих мутаций: s (small, мелкие бляшки), с (clear, прозрачные бляшки, а не мутные, впоследствии обозначенные символом cI), co1 и со2 (cocarde) прозрачные; в настоящее время для них приняты обозначения cIII и cII соответственно), mi (minute, очень мелкие бляшки, меньшие, чем у мутанта s). В таблице приведены данные по некоторым трехфакторным скрещиваниям этих мутантов. Постройте генетическую карту с указанием расстояний между соседними генами. |
|
По Kaiser A. (1957). Virology, 3, 42. |
7.14. Фаги λcΙΙ и λcΙΙΙ могут лизогенизировать клетки Е. coli в присутствии фагов хелперов λ + или λcI. Зная ответы на две предыдущие задачи, что вы можете сказать относительно cI, cII и cIII? 7.15. Все умеренные фаги лямбдоидного семейства обладают «липкими» концами. Большинство из них способно встраиваться в различные участки хромосомы хозяина и обладают иммунными свойствами, перечисленными ниже в таблице, где « + » означает успешное
|
инфицирование, а « — » устойчивость к инфекции. При смешанной инфекции некоторые лямбдоидные фаги могут обмениваться генами друг с другом. В прилагаемой таблице указывается присутствие рекомбинантов дикого типа с λ-иммунностью в потомстве от скрещивания различных мутантов фага λ с фагами дикого типа 434, 21 и 82. Какой из этих фагов наиболее близок фагу λ? Что вы можете сказать относительно генетического контро-
|
226Организация и передача генетического материала
ля иммунности и лизогенизации, судя по этой таблице и по трем предыдущимзадачам? 7.16. В результате рекомбинации между фагом λ и фагом 434 иногда образуется гибридный фаг, в котором хромосома фага λ обладает иммунными свойствами фага 434. Такой рекомбинант обозначается символомλimm434; он спо- |
собен к росту на хозяине с профагом λ в геноме, но не на хозяине с профагом 434. Ген су локализован между геном О и участком, определяющим иммунные свойства. Для того чтобы определить порядок мутаций 2001 и 42 в гене су, были поставлены два скрещивания. Потомство высевали на Е. coli (λimm434Oam29). Каков порядок мутаций? |
|
По Jones M.O., Herskowitz I. (1978). Virology, 88, 199. |
7.17. Мутация фага λcαn1 делает возможной лизогенизацию мутантами λcΙΙΙ. Другими словами, λcIIIcαn1 образует мутные негативные колонии. λcαn+ можно отличить от λcαn1 при посеве на клетки Е. coli штамма WA8067: негативные колонии λcαn+ чуть более прозрачны, чем у λcan1. На основании приводимых ниже результатов скрещиваний определите положение сап1 относительно мутаций су, картированных в предыдущей задаче. Потомство высевали на Е. coli Su – (λimm4340am29).
По Jones M. 0., Herskowitz I. (1978). Virology, 88, 199. 7.18. Прерывание скрещивания путем искусственного лизиса клетки на той стадии, когда в ней содержится всего около десятка фаговых частиц, служит одним из способов демонстрации кольцевой структуры генетической карты фага Т4. Если лизис проходит нормально, каждая |
клетка содержит около 200 фагов-потомков, и уже невозможно наблюдать сцепление между сравнительно удаленными маркерами, а именно это необходимо для доказательства кольцевой структуры. Исходя из содержащегося в тексте главы обсуждения динамики скрещивания фагов, сформулируйте гипотезу, объясняющую эти наблюдения. Как должно было бы влиять на наблюдаемые частоты рекомбинации прерывание нормального лизиса клеток в соответствии с вашей гипотезой? Лизис клеток не происходит, когда оба родительских фага мутантны по соответствующему гену (е). Потомство фага может быть извлечено из клеток посредством искусственного лизиса. 7.19. Е. coli С служит нормальным хозяином фага дикого типа фХ174.У мутантного штамма Е. coli C1 поверхность клетки изменена так, что фаг фХ не может на ней адсорбироваться и соответственно не может расти и размножаться на штамме Е. coli C1. Двойной мутант фага фХ, обозначаемый символом НаНb, способен адсорбироваться на поверхности клеток штамма Е. coli C1 (равно как и на Е. coli С), инфицировать их и производить потомство. Когда клетки Е. coli С одновременно заражают фагом дикого типа и НаНb, некоторые фаговые частицы в потомстве могут инфицировать клетки Е. coli Cl однако их потомство уже лишено способности инфицировать клетки Е. coli C1. Объясните. |