Молекулярные основы строения гена

Работы Бензера, Демерица и др. раскрыли молекулярные основы гена, показав, что ген представляет собой отрезок молекулы ДНК. Исследования Бензера (1955-1961) были посвящены анализу молекулярного строения гена “rll” у бактериофага Т₄, дики фаг Т₄ вызывает образование сходных стерильных пятен при его посеве на газоне из клеток любой из двух линий бактерии Е. Colu В и К₁₂. Определенная категория мутантов этого фага вызывает измененные стерильные пятна при посеве на линию В. и совсем не размножается в клетках бактерии К₁₂. Все мутанты этого типа оказались локализованными в пределах небольшого участка фаговой хромосомы, равной по длине всего лишь 6 единицам рекомбинации. Было показано, что если заразить клетки бактерии К₁₂ двумя разными мутантами, то в некоторых случаях наблюдается размножение этих мутантов. Этот опыт указал, что такие мутации неаллельны. С другой стороны, введение двух независимо полученных разных «rll» мутантов не приводило к лизису бактерий, такие мутанты признавались принадлежащими к одной и тойже серии аллелей. этот анализ обнаружил существование двух групп таких мутантов: А и В в районе «rll», которые в дальнейшем были названы цистронами А и В. Изучение рекомбинаций между аллелями внутри каждого цистрона показало, что здесь, наряду с генными мутациями, встречается много нехваток, которые не дают обратных мутаций и нерекомбенируются с аллелями расположенными в районе нехваток. Рекомбинационный анализ аллелей и получение компаундов с нехватками позволили провести подробнейшее картирование внутри цистронов А и В, занимающих район «rll». Рисунок представляет собой отрезок ДНК фага Т₄ с рядом локусов, среды которых есть и локус «rll». Используя метод комплементации, Бензер разделил локус «rll» на цитроне А и В, причем цитрон А оказался гораздо длиннее цистрона В и для удобства обозначений «rll» мутантов Бензер разбил цистрон А на 6 сегментов, каждый сегмент был разделен на подсегменты.

Сегменты А_1. А₂ А₃ А₄ А₅ А₆ В

Сегменты А5а А5в А5с А5d

Подсегмент А5с1 А5с2а1 А5с2а2 А5с2в

Сайты r 148 r 548 r 960 r 795 r 235

Дальнейший анализ показал на примере участка А5, который при помощи трех делеций разбивается на четыре сегмента. Для каждого из них, в нашем случае для сегмента А5с2а2, теперь уже с помощью рекомбинационного анализа между разными мутантами создаются микрокарты, в которых устанавливается линейное расположение элементарных частей генов- отдельных сайтов. Каждому мутантному сайту присвоен свой номер. Всего Бензер обнаружил в пределах “rll” области около 300 мутантных сайтов. Сопоставление генетической карты с общим объемом ДНК позволило Бензеру выразить единицу рекомбинаций в количестве нуклеотидов. По этим расчетам цистрон А у фага Т₄ содержит около 200 сайтов. Бензер назвал эту единицу мутабильности внутри гена- мутоном. При наличии 200 мутоном цистрона А размер составляют две пары нуклеотидов. Т О. размеры мутона и рекона совпадают.

Вопросы для самоконтроля: 1. Какова эволюция представлений о гене?

2. Каково классическое представление о гене, как об единице функции, рекомбинации и мутации?

3. Понятие о реконе, мутоне, цистроне.

4. Молекулярные основы строения гена.

Рекомендуемая литература: М.Е. Лобашов и др. «Генетика с основами селекции». М., МГУ, 1978год. 425стр.

С.Г. Инге-Вечтомов «Генетика с основами селекции». Москва «Высшая школа». 1989год, 590стр.

Р.Г. Заяц и др. «Общая и медицинская генетика». Ростов- на- Дону. «Феникс». 2002год. 315стр.