Cтраница 2
Этот мутант не способен синтезировать гистидин из-за генетического нарушения одного из ферментов пути биосинтеза этой аминокислоты. Однако время от времени в таком ауксотрофном по гистидину мутанте самопроизвольно возникают обратные мутации, в результате которых бактерия вновь обретает исходную способность синтезировать гистидин из нормальных предшественников. Частота обратных мутаций заметно увеличивается под действием мутагенов, и она может служить критерием относительной мутагенной эффективности различных соединений, проверяемых на канцерогенность. В этих тестах используют лишенную гистидина питательную среду, в которую добавляют экстракт из печени крыс, содержащий ферменты эндоплазматического ре-тикулума, способные гидроксилировать или каким-либо иным путем превращать многие чужеродные органические вещества в конечную канцерогенную форму. При помощи теста Эймса было проверено свыше 300 химических соединений, канцерогенность которых была достоверно установлена ранее в опытах на животных. [16]
Из сказанного выше становится ясно, что у мутанта может произойти обратная мутация, в результате которой восстановятся свойства дикого типа. Об истинной обратной мутации говорят лишь в тех случаях, когда вторая мутация точно восстанавливает исходный генотип, т.е. когда измененный при первой мутации триплет будет вновь кодировать ту же аминокислоту, что и раньше. [17]
Необходимо весьма критически подходить к предполагаемым обратным мутациям; надо иметь достоверные доказательства того, что фенотипическое изменение рецессивной формы в доминантную действительно обусловлено обратной мутацией в том же локусе, а не каким-либо иным генетическим изменением. Иногда могут происходить мутации, приводящие к возникновению в совершенно других локусах генов-супрес-соров, которые подавляют проявление эффекта аа. Тем не менее очевидно, что обратные мутации а - А действительно бывают. [18]
Другие три штамма с разными типами мутаций со сдвигом рамки по-разному подвержены действию различных мутагенов. В чашку Петри высевают около 109 бактерий, в центр чашки наносят небольшое количество мутагенного соединения. В тех местах, где происходят обратные мутации, развиваются колонии бактерий. Во всех штаммах мутировала основная система репарационного вырезания ДНК, благодаря чему большинство мутаций не восстанавливается, что делает систему очень чувствительной. Тщательное использование этих тестов, так же как и длительное тестирование на животных, может помочь нам поддерживать сравнительно низкий уровень мутаций. [19]
Исходя из наблюдаемой скорости появления точковых мутаций ( одна мутация на 106 удвоений гена), мы можем подсчитать, что одна мутация приходится на 109 репликаций единичного нуклеотида. Точ-ковые мутации имеют тенденцию к обратному мутированию, причем обратные мутации часто происходят с такой же скоростью, как и прямые. Это значит, что в одной из 109 обратных мутаций будет мутировать тот же самый нуклеотид, в результате чего ген вернется к исходному виду. Это явление легко можно объяснить. Например, если Т будет замещен на С, поскольку С образует минорный таутомер и спаривается с А, то мутация приведет к тому, что в двойной спирали ДНК-потомков появится пара GC. При репликации этой пары существует хотя и малая, но определенная вероятность того, что С в цепи материнской ДНК вновь образует минорную таутомерную структуру и образует пару с А, а не с G, что в свою очередь приведет к обратному мутированию. [20]
Было установлено, что мутации в этой области, вызываемые акридиновыми красителями, состоят в выпадении, делеции, нуклеотидов и в их добавлении. Мутанты г размножаются только на 5-штаммах, образуя резко очерченные бляшки. Генетический анализ показал, что такие ревертанты возникают не в результате обратной мутации r - - w, но вследствие появления второй супрессорной мутации w - - г вблизи первой. Каждая из двух мутаций порознь приводит к утрате способности синтезировать соответствующий белок, но сочетание двух мутаций в одном гене эту способность восстанавливает. Всего было изучено около 80 r - мутантов, в том числе двойные и тройные их комбинации - супрессоры супрессоров и супрессоры супрессоров супрессоров. Если исходная мутация г есть, то ее супрессор - , и наоборот. [21]
Мутантные фаги г размножаются только на Б - штам-мах, образуя резко ограниченные бляшки. Мутанты FCO, индуцируемые профлавином, относятся к типу л Они обладают способностью спонтанно ревертировать, возвращаться к дикому типу да. Генетический анализ показал, что такие ревертанты возникают не в результате обратной мутации r - w, но вследствие появления второй супрессорной мутации вблизи первой мутации w - г. Супрессоры относятся к тому же фенотипу г, что и супрессируемые ими мутации. Каждая из двух мутаций порознь приводит к утрате способности синтезировать соответствующий белок, но сочетание двух мутаций в одном цистроне эту способность восстанавливает. Всего было изучено около 80 r - мутантов, в том числе двойные и тройные их комбинации - супрессоры супрессоров и супрессоры супрессоров супрессоров. Если исходная мутация г есть то ее супрессор - и наоборот. [22]
При охвате любой проблемы совокупными методами сопредельных наук увеличивается компетентность решения каждой. Приведем несколько примеров, касающихся генетики, заинтересованной в большинстве случаев в использовании при экспериментах четко выраженных и наиболее контрастных или других благоприятных для точного анализа признаков, безотносительно к тому, представляют ли они значение для отбора или нет. Так, в очень больших опытах по анализу частоты прямых или обратных мутаций известных генов под влиянием весьма сильных химических мутагенов практически не обнаруживаются селекционно значимые мутации, вне зависимости от того, изучается ли при этом чисто лабораторный или селекционно значимый объект. [23]
Прежде всего мы должны сообщить, что при конъюгации лишь одна клетка из миллиона или даже из десяти миллионов представляет собой истинный рекомбинант. Правда, вновь приобретенный признак передается по наследству. К тому же совершенно твердо установлено, что при этом не происходит обратной мутации к прототрофности. [24]
Если это так, то должны соблюдаться следующие два условия: 1) скрещивание любого мутанта rll по крайней мере с одним из двух других неал-лельных мутантов rll, дающих при скрещивании друг с другом рекомбинанты дикого типа ( г), должно также приводить к образованию рекомбинантов дикого типа ( г); 2) мутанты rll должны с измеримой частотой возвращаться ( ревертироватъ) к дикому типу, особенно если частоту мутирования ( в данном случае речь, естественно, идет о превращении rll - г 1) повышают с помощью специальных воздействий. Оказалось, что большинство исследованных мутантов rll ведет себя именно таким образом; при этом частота обратных мутаций различна для разных мутантов rll. [25]
Резистентные и чувствительные формы грибов обладают примерно равной патогенностью, и только очень редко последние несколько более патогенны. Это обуславливает их примерно равную конкурентоспособность, на которую также влияют репродуктивная способность, постоянное селекционное давление фунгицида, половое сродство у обоих штаммов, разная степень устойчивости у фитопатогена и его антагонистов. Длительность сохранения резистентное к бензимидазолам при прекращении применения селектирующего фунгицида различна и колеблется от 6 месяцев до трех лет, в зависимости от гриба и фунгицида, но имеют место и обратные мутации, приводящие к резкому падению степени устойчивости. [26]
Скорость спонтанных мутаций невелика, однако она может быть / значительно увеличена воздействием химических мутагенов ( разд. Этот подход дал возможность легко измерять скорости, прямых и обратных мутаций. После того как такие измерения были осуществлены, оказалось, что, хотя мутации, вызываемые определенными химическими соединениями, например акридиновыми красителями, могут быть обращены, частота такого обращения значительно ниже частоты обычных обратных мутаций. Было показано, что эти мутации происходят в результате либо делеций ( выпадений) одного или нескольких нуклеотидов из цепи, либо вставок ( включений) дополнительных нуклеотидов. Мутации типа делеций и вставок возникают, по-видимому, в результате ошибок в процессе генетической рекомбинации и репарации поврежденной цепи ДНК. [27]
Мутации - это изменения в генном аппарате клетки, которые сопровождаются изменениями контролируемых этими генами признаков. Различают макро - и микроповреждения ДНК, ведущие к изменению свойств клетки. Мутации бывают прямые и обратные, или реверсивные. Обратные мутации представляют собой возвращение, или реверсию, к дикому типу. Способность к реверсии характерна для точечных мутаций. В результате мутаций изменяются такие важнейшие признаки, как способность самостоятельно синтезировать аминокислоты и витамины ( ауксотрофные мутанты), способность к образованию ферментов. Эти мутации называют биохимическими. По происхождению мутации разделяют на спонтанные и индуцированные. Спонтанные возникают самопроизвольно без вмешательства человека и носят случайный характер. Индуцированные возникают при воздействии на микроорганизмы физических или химических мутагенных факторов. К физическим факторам, обладающим мутагенным действием, относятся ультрафиолетовое и ионизирующие излучения, а также температура. Химическими мутагенами являются ряд соединений и среди них наиболее активны так называемые супермутагены. В природных условиях и эксперименте изменения в составе бактериальных популяций могут возникать в результате действия двух факторов - мутаций и автоселекции, происходящей в результате адаптации некоторых мутантов к условиям среды обитания. Такой процесс, очевидно, наблюдается в среде, где преобладающим источником питания является синтетическое вещество, например, ПАВ или капролактам. [28]
Уже возможность фотореактивации после УФ-облучения указывает на то, что первичный эффект при воздействии мутагенного фактора не обязательно ведет к истинной мутации. Включение бромурацила в цепь ДНК или димеризация тимина представляет собой лишь премутацию; димеризация тимина-процесс обратимый, и в случае фотореактивации дело не доходит до возникновения мутанта. Только при последующей редупликации премутировавшей цепи ДНК первичное повреждение становится стабильным и в дальнейшем передается потомству как новый элемент генотипа. Такая закрепившаяся мутация может исчезнуть только в результате обратной мутации. Проявление мутации в фенотипе связано с рядом последовательных процессов, которые требуют определенного времени или нескольких клеточных делений. [29]
Эта модель, кроме того, прекрасно соответствует новым данным о сложных локусах и гетероаллелях, которые были получены главным образом на микроорганизмах ( см. гл. Огромное число нуклеотидов в ДНК обеспечивает почти неограниченное число мест, в которых может возникнуть мутация внутри генного локуса, и объясняет, почему разные мутации практически никогда не вызывают идентичных изменений генетических структур. Из этого, между прочим, следует невозможность воссоздать исходные условия для так называемого обратного мутирования из рецессивных аллелей в доминантные в данном локусе. Аллель А может мутировать, превращаясь в аллель а, но если аллель а мутирует в обратном направлении с образованием доминантного аллеля, то последний скорее следует обозначить А, чем А. Это подтверждается также тем, что при обратных мутациях редко или никогда не возникают аллели, столь же эффективные, как исходный аллель дикого типа. [30]