Айала ф., Кайгер Дж. Современная генетика: в 3-х т. Т. 2. Пер. С англ.: – м.: Мир, 1988. – 368 с.

12 Экспрессия генетического материала

Рис. 10.3. Метод идентификации ауксотрофных мутаций у Neurospora. Конидии подвергают воздействию мутагенов (например, рентгеновскому или ультрафиолетовому облучению) и скрещивают с конидиями дикого типа. Затем на полной среде выращивают гаплоидные споры. Полученные культуры высевают на минимальную среду. Отсутствие роста на минимальной среде указы-	вает на возникновение ауксотрофной мутации. Для установления природы этой мутации испытываемые штаммы высевают на минимальную среду с теми или иными питательными добавками (аминокислоты, витамины и др.). В представленном на рисунке примере мутантный штамм оказывается способен расти на минимальной среде с добавлением пантотеновой кислоты.

Биохимические превращения при метаболизме

Различные ауксотрофные штаммы, растущие при добавлении к минимальной среде одного и того же вещества, не обязательно содержат мутации в одном и том же гене. Так, все три мутанта Neurospora, отме-

Айала ф., Кайгер Дж. Современная генетика: в 3-х т. Т. 2. Пер. С англ.: – м.: Мир, 1988. – 368 с.

10. Генетические функции 13

Рис. 10.4. Метод, позволяющий подтвердить генетическую природу питательной потребности. Мутантный штамм, полученный, как показано на рис. 10.3, скрещивают со штаммом дикого типа. Гаплоидные споры высевают на минимальную среду. При этом оказывается, что на четыре споры, способные расти, приходятся четыре, неспособные расти на минимальной среде. Это подтверждает, что неспособность расти на минимальной среде является результатом генетической мутации.

Рис. 10.5. Гипотеза «один ген - один фермент». Каждый ген направляет синтез одного фермента. Мутация в одном из генов приводит к образованию нефункционального фермента, прерывая тем самым цепь метаболических превращений. Так, мутация в гене В приведет к возникновению блока на стадии превращения	продукта А в продукт В. При этом продукт А будет накапливаться, а продукты В, С и пр. не образуются вовсе. Благодаря накоплению продукта А удается идентифицировать тот этап, на котором возникает блок в данной цепи метаболических превращений.

Айала ф., Кайгер Дж. Современная генетика: в 3-х т. Т. 2. Пер. С англ.: – м.: Мир, 1988. – 368 с.

14 Экспрессия генетического материала

Таблица 10.2. Три мутантных штамма Neurospora crassa, нуждающихся в аргинине
Мутант	Вещество, необходимое для роста
1	Аргинин, цитруллин или орнитин
2	Аргинин или цитруллин
3	Аргинин

ченные в табл. 10.2, могут расти на минимальной среде с аргинином. В то же время мутант № 2 может расти также на минимальной среде с цитруллином, а мутант № 1 растет и на аргинине, и на цитруллине, и на орнитине. Следовательно, второй мутант может синтезировать аргинин при наличии в среде готового цитруллина, а первый мутант способен также синтезировать аргинин из орнитина. Биосинтез этих трех веществ происходит в рамках одной и той же метаболической цепи биохимических превращений в последовательности, показанной на рис. 10.6. (В настоящем обсуждении мы опускаем стадию биосинтеза еще одного промежуточного продукта - аргининосукцината.)

Мутация в гене arg E блокирует цепь превращений перед стадией биосинтеза орнитина. Этот блок можно обойти, добавив к среде орнитин (из которого клетка сама может синтезировать цитруллин, а затем и аргинин), цитруллин или аргинин. Мутацию в гене argF, блокирующую стадию превращения орнитина в цитруллин, с помощью добавки орнитина подавить не удается. Однако такой мутант способен расти как на аргинине, так и на цитруллине. В то же время мутант по гену arg H

Рис. 10.6. Путь биохимических превращений, ведущий к образованию аргинина. В результате мутации в гене argЕ может возникнуть блок на стадии синтеза орнитина, который удается обойти, добавляя к питательной среде орнитин или какой-либо из последующих продуктов (цитруллин, аргининосукцинат или сам арги-	нин) данной цепи метаболизма. Проявление мутаций в гене argF можно подавить, добавляя к среде цитруллин или какой-либо из последующих метаболитов, но нельзя подавить с помощью орнитина. Рост мутантов по гену argН может наблюдаться только в присутствии самого аргинина.