Информации

Предавање 23: Мутанти и мутации - биологија

Предавање 23: Мутанти и мутации - биологија


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Предавање 23: Мутанти и мутации

Земете епрувети полни со медиум за раст. Медиумите за раст треба да содржат гликоза и лактоза (дисахарид) Измерете го бројот на клетките. Овде може да се забележи фаза на задоцнување, експоненцијална фаза, фаза на израмнување, потоа повторно ненадејна експоненцијална фаза, потоа плато. Овој двофазен раст се нарекува Диакси.

Во првиот циклус на експоненцијален раст, тие јадат гликоза, а потоа во вториот, јадат лактоза.

Зошто прво се користи гликозата кога оксидативната фосфорилација на лактозата произведува повеќе енергија? Гликозата е како возење на корвета (побрзо), оксидативната фосфорилација е како возење на Prius.

Забелешка: β-галактозидаза е индуцирана ако е присутна лактоза, а глукозата е отсутна. Ја катализира хидролизата на β-галактозидите во моносахариди

Принцип на несигурност во генската регулатива:

Лактозата е индуктор (индуцира бета-галактозидаза) и супстрат (компонента што се спојува со ензимот) на ензимот што го индуцира (што ја уништува). На решение е употребата на индуктор кој не е супстрат, т.е.: изопропил тиогалактозид (индуктор, но не и супстрат)

β-галактозидаза не е во клетката пред да се потроши гликозата. Влегува после. Треба да најдеме неисправни мутанти во отсуство на каков било индуктор. Ние користиме Петри плоча која има Xgal хромоген супстрат и извор на јаглерод што не предизвикува - глицерол (не се користи гликоза). Ги бараме регулаторните мутанти кои ја создаваат Б-галактозидазата. Ова има две компоненти, lacI-(не е потребен индуктор) и lacO^c. I- е рецесивен, O^c доминира.

b-G на глицерол b-галактозидаза во лактоза

Генотип 1: I+ O+ Z+ Y+ Нема вклучен индуктор (див тип e coli)

Генотип 3: i -, i+ Исклучено (затоа i- е рецесивен) Вклучено

Генотип 4: I+, I+, Oc, O+ On On

O^c е цис доминантен. мутација чиј доминантен фенотип влијае само на гените на истата молекула на ДНК како неа. Цис доминантните мутации откриваат места на кои се врзуваат регулаторните протеини.

Забелешка: Тој навлегува во малку детали за Репресорите. Навистина не обрнав многу внимание, имаше премногу бескорисна длабочина за да навлегувам во детални белешки овде.

А репресор е протеин кој се врзува за ДНК кој ја регулира експресијата на гените преку врзување за операторот и блокирање на прицврстувањето на РНК полимеразата на промотор, спречување на транскрипција на гените. Ова е репресија. Тие потоа се прикачуваат на ДНК сегмент познат како оператор, со врзување за оператор, тие го спречуваат создавањето на мРНК на РНК полимеразата.

Хеџинг е кога еден организам (e coli) троши енергија за повремено да транскрибира перминаза и β-галактозидаза да се заштити од останување без гликоза и да се најде лактоза во неговата околина.


Брзи белешки за генската мутација

Еве една компилација од белешки за генската мутација. Откако ќе ги прочитате овие белешки ќе научите за: 1. Вовед во генска мутација 2. Потекло на генската мутација 3. Ефекти 4. Насока 5. Видови 6. Индукција 7. Молекуларна основа 8. Откривање 9. Важност.

  1. Белешки за Вовед во генска мутација
  2. Белешки за потеклото на генската мутација
  3. Белешки за ефектите врз генската мутација
  4. Белешки за насоката на генската мутација
  5. Белешки за типовите на генска мутација
  6. Белешки за индукција на генска мутација
  7. Белешки за молекуларната основа на генската мутација
  8. Белешки за откривање на генска мутација
  9. Белешки за важноста на генската мутација

Забелешка # 1. Вовед во генска мутација:

Наследството се заснова на гени кои верно се пренесуваат од родителите на потомците за време на репродукцијата. Различни механизми еволуирале за да се олесни верниот пренос на генетски материјали (информации) од генерација на генерација. Сепак, „#8216грешки“ или промени во генетскиот материјал навистина се случуваат. Ваквите ненадејни, наследни промени во генетскиот материјал се нарекуваат мутации.

Хуго де Вриј го користел терминот ‘мутација’ за да ги опише фенотипските промени кои биле наследни. Терминот ‘мутација’ се однесува и на промената во генетскиот материјал и на процесот со кој се случува промената.

Организмот кој покажува нов фенотип како резултат на присуството на мутација се нарекува мутант. Сепак, терминот мутација често се користи во прилично строга смисла за да ги покрие само оние промени кои ја менуваат хемиската структура на генот на молекуларно ниво.

Тие обично се нарекуваат генски мутации или точкасти мутации. Генот кој претставува одреден сегмент од ДНК со карактеристична базна секвенца, транскрибира m-RNA со одредена кодна секвенца, кодонот е тројно преведен во протеин со дефинитивна амино киселинска секвенца. Мутацијата вклучува промена во базната секвенца на ДНК која се рефлектира во аминокиселинската низа на протеин преку РНК.

Забелешка # 2. Потекло на генската мутација:

А. Спонтана мутација - мутација се јавува при нормални целуларни активности, првенствено репликација и поправка на ДНК.

Б. Индуцирана мутација - мутацијата се јавува како резултат на третман со мутаген агенс или стапката на мутација на околината е обично повисока од позадинските нивоа.

јас. Јонизирачко зрачење - α-, β-, y- или Х-зраци обично резултира со бришење или вметнување на ДНК.

ii. Нејонизирачко зрачење - УВ светлината предизвикува соседните тимини на една ДНК влакно да се поврзат (тимин димер) што резултира со структура која мора да се поправи за да продолжи репликацијата на ДНК неефикасна поправка може да доведе до точкасти мутации.

iii. Хемикалии — хемиски супстанции кои комуницираат со ДНК за да создадат промени во базите.

(а) Базни аналози - хемикалии кои се структурно слични на базите во ДНК, но може да имаат различни особини на спарување на базите, бромоурацилот (BU) е структурно сличен на тиминот, така што ќе биде инкорпориран во растечка ДНК низа на местото на Т, но поради неговата својствата на кои базите се спаруваат почесто со G отколку со А. Мутагениот ефект најмногу се должи на неправилно спарување на базите со G, што доведува до транзиции на GC-AT.

(б) Основни модификатори - хемикалии кои прават промени на специфична база, менувајќи ја нејзината способност за правилно спарување на бази, на пр., деаминацијата на цитозин создава урацилна база која ќе се спари со A наместо G претходно назначено со оригиналниот C, или алки и шилирачки агенси кои додаваат метил група што предизвикува гванин погрешно да се поврзе со тимин.

(в) Агенси за интеркалирање - хемикалии кои се вметнуваат во спиралата на ДНК предизвикуваат срамежливи проблеми со репликацијата и транскрипцијата на ДНК обично резултираат со бришења или вметнувања.

В. Мутаторни мутации — мутации кои влијаат на мутабилноста на другите гени.

јас. Специфични мутатори - ограничени на еден локус.

ii. Неспецифични мутатори - ефектот не е специфичен за еден локус, овие мутации се гени и срамежливи во гените што ја контролираат поправката на ДНК.

Забелешка # 3. Ефекти врз генската мутација:

јас. Ефект врз протеините (кодони):

А. Тивка мутација — промена во кодон (обично во третата позиција) што не ја менува шифрираната амино киселина.

Б. Бесмислена мутација - промената на кодонот од специфичност на аминокиселината во стоп-кодон резултира со предвремено прекинување на синџирот на аминокиселини за време на транслацијата.

В. Missense мутација - промена во кодон кој ја менува специфичноста на различна амино киселина ја менува примарната низа на полипептидниот синџир и ја менува функцијата на протеинот.

Г. Неутрална мутација — промена во кодонот така што различна аминокиселина е специфицирана како и срамежливо, новата аминокиселина се однесува слично на првобитната (на пр., има слична функционална и срамежлива група) и не ја менува функцијата на протеинот.

Д. Мутација на поместување на рамката - поместување на рамката за читање предизвикано од бришење или вметнување на еден или неколку нуклеотиди создава бројни погрешни и бесмислени кодони низводно од мутациониот настан.

ii. Ефект врз функцијата на генот:

А. Мутација со губење на функцијата - мутација што резултира со недостаток на генска функција, ова може да биде резултат на голем број различни видови мутации и е рецесивна по природа.

В.

iii. Ефект врз ДНК:

А. Структурни мутации - промени во содржината на нуклеотиди во генот.

1. Мутации на базна замена - замена на еден нуклеотид со друг.

(а) Преодните мутации заменуваат еден пурин за друг пурин или еден пиримидин за друг пиримидин.

(б) Трансверзивните мутации заменуваат еден пурин за пиримидин или обратно.

2. Мутации на бришење - губење на одреден дел од ДНК.

3. Вметнувачки мутации - додавање на еден или повеќе дополнителни нуклеотиди.

Б. Хромозомски преуредувања - менувањето на локацијата на парче ДНК во геномот може да резултира со големи структурни промени (транслокации или инверзии) во гените или може да го промени изразот на генот ставајќи го под контрола на различен промотор (наречен “ефект на позиција”).

1. Транслокации - движење на ДНК до нехомологен хромозом обично се случува размена помеѓу два нехомологни хромозоми.

2. Инверзии — движење на ДНК во ист хромозом со ротација од 180° или “flip”.

iv. Големината на фенотипскиот ефект:

A. Промена во стапката на мутација - алели мутираат со различни стапки, некои може да се разликуваат врз основа на нивната стапка на мутација.

Б. Изоалели - произведуваат идентични фенотипови во хомозиготни или хетерозиготни комбинации едни со други, но се покажуваат како да се разликуваат кога се во комбинација со други алели.

В. Мутанти кои влијаат на одржливоста

1. Субвитали - релативната одржливост е поголема од 10%, но помала од 100% во споредба со дивиот тип.

2. Полулеталци - предизвикуваат повеќе од 90%, но помалку од 100% смртност.

3. Смртоносни - убијте ги сите поединци пред фазата на возрасни.

Забелешка # 4. Насока на генска мутација:

A. Напредна мутација - создава промена од див тип во абнормален фенотип.

Б. Обратна или задна мутација - ја менува изменетата нуклеотидна низа назад во нејзината оригинална секвенца.

В. Супресорни мутации - предизвикува промена од абнормални (т.е. мутирани) фенотипови назад во див тип. Постојат два вида на супресорни мутации.

1. Интрагенски супресор - мутација во истиот ген како што беше првично мутиран, но на различно место, што резултира со обновување на функцијата од див тип (на пр., ако аргининскиот кодон CGU првично бил мутиран во серин кодон-, AGU, потиснувањето предизвикува промена назад кон аргинински кодон, исто така, AGA, реставрација на рамката за читање со додавање или бришење)

2. Интергенски супресор - мутација во друг ген што резултира со обновување на функцијата од див тип (на пр., бесмислена мутација може да биде потисната со мутација во tRNA за тој кодон, така што тој сега вметнува амино киселина). Овие понекогаш се нарекуваат супресорни гени или екстрагенски супресори.

Забелешка # 5. Видови на генска мутација :

јас. Морфолошка мутација:

Ова вклучува промени во морфологијата вклучувајќи ја бојата, обликот, големината, итн., на пример, албино аскоспори во Невроспората, бојата на јадрото во пченката, кадравите крилја кај Дрософила и џуџестата појава кај грашокот.

Ова вклучува генотипски промени што доведуваат до смрт на поединецот. Примерот вклучува албино мутација што произлегува од недостаток на хлорофил кај растенијата.

iii. Биохемиска мутација:

Биохемиските мутации се идентификуваат со недостаток, така што дефектот може да се надмине со снабдување и срамежување на хранливата состојка или која било друга хемикалија, за која мутантот има недостаток. Ваквата мутација е проучена кај бактерии и габи, како и кај човечките крвни нарушувања.

iv. Отпорна мутација:

Резистентни мутации се идентификуваат со нивната способност да растат пред и срамежливост на антибиотик (на пр., стрептомицин, ампицилин, циклохексимид) или патоген, на кој дивиот тип е подложен.

v. Условна мутација:

Условните мута­tions се оние кои дозволуваат мутантскиот фенотип да се изразува само под cer­tain рестриктивни услови (на пр., висока температура). Во нормална состојба наречена дозволена и срамежлива состојба, мутантите изразуваат нормален фенотип.

vi. Соматска и герминална мутација:

За време на развојот на организмите, мутација може да се појави во која било клетка во која било фаза од клеточниот циклус. Ако се појави мутација во соматската клетка на организмот, таа веднаш репродуцира други клетки како себе, како резултат на химерусот, но не и целиот организам што се мутира. Кога новиот поединец се развива од таквите клетки преку вегетативни средства, се вели дека станува збор за соматска мутација.

Меѓутоа, кога ќе се појави мутација во герминативните клетки, таа може да предизвика целосно нов организам и типот на мутација е познат како герминална мутација.

vii. Missense мутација:

Несмислена мутација е онаа што резултира со замена на една аминокиселина во полипептидниот синџир со ano­ther. Како резултат на мутација, една база на кодон може да биде заменета со друга база. Променетиот кодон може потоа да шифрира друга аминокиселина.

viii. Глупости мутација:

Од 64 кодони, 61 код за амино киселини, додека три се терми­nation кодони кои не специфицираат ниту една амино киселина. Трите завршни кодони се UAA, UGA и UAG. Секоја мутација што резултира со промена на спецификациите на кодонот и срамежувањето на амино киселината во терминален кодон се нарекува бесмислена мутација. Така, ако кодонот UAC (за тирозин) претрпи една базна замена (C G), тој станува UAG, терминален кодон.

Бесмислена мутација доведува до прекинување на синтезата и срамежливоста на полипептидите. Како резултат на тоа, полипептидот е некомплетен. Ваквите синџири веројатно ќе бидат биолошки и срамежливо неактивни. Бесмислена мутација предизвикува релативно драстична промена во синтетизираниот ензим и како таква веројатно ќе има штетен ефект врз фенотипот.

Мутацијата која не резултира со фенотипска промена се нарекува тивка мутација. Тивките мутации се од различни типови.

(а) Генетскиот код е дегенериран, т.е. повеќе од еден кодон може да специфицира амино киселина. Затоа, кога мутираниот кодон ја шифрира истата аминокиселина како оригиналот, нема промена во аминокиселината.

(б) Промената на кодонот може да резултира со замена на една аминокиселина, но тоа не е доволно за значително да се измени функцијата на про&шитеинот.

(в) Мутацијата може да се појави кај не&срамежлив функционален ген.

x. Супресорна мутација:

Ефектот на мута и срамежливост врз фенотипот може да се смени така што оригиналниот фенотип од див тип ќе се врати. Втората мутација на различно место ги неутрализира ефектите од првата мутација.

xi. Спонтана и индуцирана мутација:

Мутациите може да се појават спонтано по природа. Тие може да бидат вештачки предизвикани или може да бидат предизвикани од агенси на околината. Оттука, индуцираните мутации се резултат на изложеност на организмите на мутагени агенси како што се јонизирачко зрачење, ултравиолетова светлина или разни хемикалии кои реагираат со гените. Мутациите може да се класифицираат врз основа на неколку критериуми (Табела 13.1).

Забелешка # 6. Индукција на генска мутација:

Мутациите можат вештачки да се индуцираат со помош на мутагени агенси или мутагени кои може да се групираат нашироко во физички мутагени и хемиски мутагени (Табела 13.2).

Тие вклучуваат различни видови на зрачења, вклучително и рендгенски зраци чиј мутаген ефект првпат беше демонстриран од Мулер и Штадлер. Зрачењето може да биде јонизирачко или нејонизирачко. Јонизирачкото зрачење ќе предизвика јонизација и ќе присили исфрлање на електрон од атомот што го напаѓа. Х-зраците, гама зраците, бета зраците и неутроните се вообичаени јонизирачки зрачења кои се користат за индуцирање мутации.

Не-срамежливите јонизирачки зрачења како УВ не предизвикуваат јонизација и срамежливост, туку предизвикуваат возбуда преку енергетскиот транс&срамежлив.

Ауербах во Дрософила беше првиот што покажа дека мутацијата може да биде предизвикана од одредени хемикалии. Подоцна Охелкерс го покажа истиот ефект кај растенијата. Во пред­sent, познати се различни хемиски супстанции кои предизвикуваат мутации кај растенијата и ani­mals.

Мнозинството хемикалии, дури и водата од одредени извори може да предизвикаат дисбаланс во метаболизмот и мутација. Како такви, сите ком&срамежливи или медицински производи, пред да бидат пуштени во продажба, се тестираат за мутагени ефекти. Гасот сенф, ЕМС се најшироко користени за индукција на мутација.

Покрај тоа, ниската pH вредност како и високата температура може да предизвикаат мутација. Стареењето на организмот влијае и на стапката на мутација.

Кластогени, канцерогени и тератогени:

Кластогените се агенси кои предизвикуваат ефекти вклучуваат хромозомски измени - прекини, празнини, фрагменти, заостанување, леплив мост, пулв­rization, лепливост, брановидност, волненост, поли­ploidy, инверзија, транслокација, размена на сестрински хроматиди и поврзани аберации. Clasto­gens вклучуваат и хемиски (гамексен) и физички (ренгенски) агенси.

Кластогените ефекти често се користат како параметри на генотоксичност. Крајните точки за тестот за генотоксичност на микроскопско ниво се хромозомски промени, фрагменти и микронуклеуси, најчесто забележани во метафазата и подоцнежните фази.

Стандардниот тест систем што се користи во вишите растенија се Allium cepa, Tradescantia virginiana, Vicia faba, Hordeum vulgare и Zea mays. Сите кластогени, генерално, се исто така мутагени, но сите мутагени не се нужно кластогени. Посебно оние кои предизвикуваат точкаствена мутација како Х-зраците во мали дози се мутаген додека во високи дози може да биде кластоген.

Канцерогените се група на хемикалии кои предизвикуваат канцер кај животните и луѓето. Карцино­gens влијаат на ДНК, спречувајќи ја да ги даде потребните насоки за синтеза на под­gens кои го контролираат растот на клетките. Повеќето карцино и шигени делуваат како мутагени и двата вида ефекти се поврзани со оштетување на ДНК.

Зрачењето и многу хемиски канцерогени делуваат така што ја оштетуваат ДНК и предизвикуваат мутации. Најчести канцерогени се афлатоксин, диметил нитрозамин, никел-карбонил, бензо (α-) пирен, α-нафтиламин, винил хлорид итн.

Тератомот се смета за абнормален развој на телото во раната ембриогенеза. Средствата или физички (ренген) или хемиски (кокаин) кои предизвикуваат такви абнормалности се нарекуваат тератогени. Подложноста на терато и шигени е исто така фактор контролиран од индивидуалниот генетски систем.

Тестот Ејмс, развиен од Брус Ејмс, е брз ефтин и лесен тест за мутагени. Ова е скрининг метод за мерење на способноста на потенцијалните канцерогени да индуцираат мутации (повеќето канцерогени делуваат како мутагени). Тој работел со вид на Salmonella typhimurium за кој е потребен хистидин за да расте.

Сепак, тој ќе расте во присуство на канцероген мута&шиген кој предизвикува дефектниот ген на патеката на хистидин да се врати во дивиот тип.

Хистидин ауксотрофните бактерии се ставаат на агар кој содржи многу малку хистидин и се третираат со супстанција која се испитува. Само оние бактерии кои ќе се вратат во дивиот тип и ќе можат да синтетизираат хистидин, ќе формираат колонии (сл. 13.1А). Броењето на колониите укажува на мутагеност на супстанцијата што треба да се тестира.

Тестот може да се модифицира за откривање на про-канцерогени со додавање на хомогенати на црниот дроб на стаорци во медиумот што предизвикува биохемиските модификации на хемикалиите и срамежливите да станат канцерогени.

Забелешка # 7. Молекуларна основа на генската мутација:

Мутацијата може да настане од:

A. Замена на базен пар:

Суб&срамежливоста на базен пар резултира со инкорпорирање на погрешни бази за време на репликација или поправка на ДНК. Во промените на базниот пар, една основа на тројниот кодон се заменува со друга, што резултира со променет кодон. Ако оригиналната порака или рамка за читање е CAC GAC CAC GAC CAC, откако A ќе биде заменето со G во третиот кодон, тоа ќе биде CAC GAC CGC GAC CAC.

Српеста анемија кај човекот се должи на замена на базниот пар, еден вид точкаста мутација. РБЦ на таквите поединци содржи абнормален хемоглобин и имаат издолжена филаментозна форма на срп. Тој е наследен и рецесивен по природа.

Б. Мутација на промена на рамката:

Мутација во која има бришење или вметнување на еден или неколку нуклеотиди се нарекува мутација на поместување на рамката. Името е изведено од фактот дека има поместување во рамката за читање наназад или напред за еден или два нуклеотиди. Додавањето или бришењето на една или две бази резултира со нова низа на кодони кои можат да кодираат за сосема различни амино киселини и протеините често стануваат не&срамежливи функционални.

Ако поместувањето вклучува три нуклеотиди, добиениот протеин е со мали промени во аминокиселинската секвенца (само во однос на регионот од првата промена на базата до промената на третата база на рамката за читање). Ако оригиналната порака или рамка за читање е CAC GAC CAC GAC CAC GAC, тогаш бришењето на базата C на седмата позиција ќе ја смени низата во CAC GAC ACG ACC ACG AC.

Слично на тоа, вметнувањето на основата G на истата позиција ќе ја направи пораката надвор од рамката - CAC GAC GCA CCA CCA CGA C.

Забелешка # 8. Откривање на генска мутација:

Различни методи се смислени за откривање на мутации кај различни организми.

А. Детекција на смртоносни смртоносни дејства поврзани со секс (Drosophila):

Смртоносните мутации предизвикани на половиот хром и срамежливот на Drosophila се откриени со следниве методи:

Овој метод вклучува употреба на GIB залиха на Drosophila која носи

(з) Инверзија во хетерозиготна состојба за да работи како вкрстен супресор (C)

(ii) Рецесивен смртоносен (I) на Х-хромозомот во хетерозиготна состојба, и

(iii) Доминантен маркер Лента (Б) за решетки око. Еден од двата Х-хромозоми во женската мува ги носеше сите овие 3 карактеристики, а другиот Х-хромозом беше нормален.

Машките муви озрачени за индукција на мутации беа вкрстени со GIB женките (сл. 13.20). Машките потомци кои примаат GIB X-хромозом ќе умрат. Женските мушички GIB добиени кај потомството може да се детектираат со забранет фенотип.

Овие се вкрстени во нормални мажи. Во следната генерација 50% од мажите кои примаат GIB X-хромозом ќе умрат. Останатите 50% мажи ќе добијат Х-хромозом кој може или не може да носи индуцирана мутација. Во случај да е предизвикана смртоносна мутација, нема да се забележат мажјаци.

Од друга страна, ако не е предизвикана смртоносна мутација, 50% од мажјаците ќе преживеат. Така, GIB методот на Мулер беше најефикасен и срамежлив метод за откривање на смртоносни мутации поврзани со полот.

Залихите на Muller-5 Drosophila носат два маркерни гени и око од кајсија на Х-хромозомот и сложена инверзија со подобар кросовер супресор. Залихите на Muller-5 кога ќе се вкрстат со озрачениот нормален мажјак, F1 генерација покажува дека 50% од мажјаците се забранети, кајсијата и останатите 50% се нормални. Но, ако смртоносната мутација е индуцирана во Х-хромозомот на озрачениот мажјак, нема да се појави див мажјак.

Затоа, отсуството на мажјаци од див тип во Ф2 е индикација за индуцирана смртоносна мутација (сл. 13.21).

Б. Тест за флуктуација (Бактерии):

Варијациите што се јавуваат кај бактериите, на пример, отпорноста на фаг или антибиотици се должи на генетски промени преку мутација или поради адаптација на условите на животната средина, беше потврдено со тест за флуктуација спроведен од Лурија и Делбрук. Тие дозволија раст на клетките на E. coli (10 3 клетки на ml) во два сета: независна култура – 40 епрувети секоја со делови од 0,5 ml рефус култура и#8211 една епрувета со 20 ml.

По инкубација од 36 часа на 37°C, мали делови (0,1 ml) од секоја епрувета од независните култури, како и рефус култура беа распоредени преку голем број реплика на плочи обложени со Т, фаг.

Беше изброен бројот на колонии отпорни на фаги кои растат на секоја плоча, што откри дека постои многу поголема флуктуација (т.е. поширока варијација) меѓу плочите подготвени од независни култури отколку плочите подготвени од рефус култура.

Поголемата флуктуација во независните култури главно се должи на потеклото на спонтана мутација што се појавува независно во различни цевки во различни и стабилни времиња за време на растот.

Бројот на секој отпорен мутант што се појавува во различни периоди во независна и независна култура се множи за време на инкубацијата и конечниот број на отпорни бактерии во различни цевки беше широко променлив во времето на позлата (пред да дојде во контакт со фагот).

Спротивно на тоа, најголемиот дел од културата содржеше униформа популација на чувствителна и отпорна bacte­ria во времето на позлата, т.е., пред бактериите да дојдат во контакт со фагот. Развојот на отпор поради адаптација ќе се случи само откако бактериите ќе дојдат во контакт со фагот. Овој експеримент на тој начин докажа дека отпорот се појавил поради случајна мутација, а не поради физиолошка адаптација (сл. 13.22).

Забелешка # 9. Важноста на генската мутација:

Мутацијата е главниот извор на генетска варијација што обезбедува суров брачен другар за еволуција. Без мутација сите гени ќе постојат само во една форма, алелите не би постоеле. Различни организми нема да можат да еволуираат и да се приспособат на промените во животната средина.

(б) Примена во одгледување растенија:

Мутациите обично се штетни. Густафсон процени дека помалку од еден од илјада произведени мутанти може да бидат корисни во одгледувањето растенија. Сепак, неколку важни мутанти се добиени во различни култури.

(з) Во пченицата, неколку корисни мутации, имено, разгранети уши, отпорност на сместување, боја на семето од килибар и шиленце со тенди се добиени и користени во одгледувањето на растенијата. Највпечатливата мутација добиена од Сваминатан е Шарбати Сонора. Други важни сорти објавени во Индија се Pusa Lerma, NP 836.

(ii) Во оризот, неколку високоприносни елитни варијации – Reimei, Japonica, Indica се добиени преку мутации. Мутанти беа добиени и во оризот за зголемена содржина на протеини и лизин. Jagannath, I/T48, l/TGO се производи на индуцирана мутација во Индија.

(iii) Кај јачменот, мутантот познат како еректоиди има висок принос. RBD-1, DL-253 се индуцирани мутанти во Индија.

(iv) Во мешунките, Ханс-грашок, Ранџан-леќа, МУМ 2-мунг грав се мутанти развиени во Индија.

(v) Други важни мутантни сорти што се пуштени и срамежливи во Индија се S 12-домат, Расми-памук, RLM 514-сенф, Co997-шеќерна трска, JRC 7447-јута.

Редовното истражување на заедничката ФАО и МААЕ објави дека има многу значајно зголемување на бројот на мутантни сорти развиени во различни култури.

(в) Друга вредна примена на индуцираната мутација е зголеменото производство на антибиотик и схитици, како што е пеницилинот од видовите на Penicillium.

(г) Соматските мутации исто така се најдени корисни кај многу украсни растенија. И во ткивната култивација, неколку сомаклонални мутанти кои водат до соматски мутанти се добиени кај хорти и срамежливите културни видови.


Предавање 23: Мутанти и мутации - биологија

C2005/F2401 '09 -- Предавање #15 -- Преглед

Последно објавено/ажурирано -- 03.11.09 19:23

I. Мутации (Види белешки од Предавање бр. 14)

A. Зошто грешките во синтезата на ДНК се посериозни од грешките во синтезата на РНК или протеини

Б. Видови мутации -- вметнувања, бришења, замени, поместувања на рамки

В. Важноста на мутациите

II. Оперони и засилувачи како функционираат (Ќе има материјал)

А. Ензимската синтеза може да биде индуцирана, репресибилна или конститутивна

Б. Репресија наспроти повратна инхибиција

В. Механизам на индукција -- на оперон модел -- оператори, корепресори, индуктори, итн.

D. Пример за индукција

  • Како оперонот се заглавува во позицијата "on"?
  • Како можеш да разликуваш мутација кај оператор од мутација во репресорски ген?

Слаби наспроти силни промотори -- како го регулирате нивото на мРНК создадена кога генот/оперонот е целосно "on"

III. (If Time) Како се пренесува бактериската ДНК? Плазмиди, хромозоми и засилувачки фрагменти од ДНК

Друг пат: Заокружете го горенаведеното, Репресија против индукција, а потоа како бактериите имаат секс? Како тие разменуваат и/или пренесуваат гени?


Предавање 23: Мутанти и мутации - биологија

C2005/F2401 '10-- Предавање 15 -- Последно уредено: 11.04.10 14:35
Авторски права 2010 Дебора Мовшовиц и Лоренс Чесин Одделот за биолошки науки Универзитетот Колумбија во Њујорк, Њујорк.

I. Резиме на „Како РНК создава протеин“. Види белешки за предавање 14, тема IV.

II. Мутации. Види белешки за предавање 14 -- Тема V.

III. Вовед во регулативата кај прокариотите (Види го материјалот 15А)

A. Зошто регулирањето на синтезата на ензимот е разумно и/или неопходно -- разгледајте некои типични ензими -- гликолитички ензими, бета-галактозидаза (потребна за разградување и метаболизирање на лактозата = димер на гликоза и галактоза) и триптофан синтетаза (потребна за синтеза на trp ). (Види Бекер 23-1 и засилувач 23-2.) Кога се потребни овие ензими?

1. Гликолитични ензими -- секогаш е потребно

2. Бета-галактозидаза -- потребно е само ако е лактоза присутни (и треба да се разложи) нивото на ензимот треба да биде ниско додека лактозата не се додаде на медиум.

3. TS (trp синтетаза) -- потребно е само ако trp ниска или отсутен (тогаш trp мора да се синтетизира за да се направат протеини) - нивото на ензимот треба да биде високо додека trp не се додаде на медиумот.

4. Зошто не се прават сите ензими постојано (дури и ако не се потребни)? Ензимската синтеза користи многу енергија.

Б. Феноменот -- Дали ензимите (како оние погоре) всушност се создаваат само кога се потребни? Графиконите на материјалот 15А покажуваат што се случува со нивото на соодветниот ензим ако ја додадете или одземете соодветната мала молекула, имено лактоза (lac) или триптофан (trp).

1. Пример за индукција -- Лактоза (мала молекула) = индуктор = сигнал за вртење на синтеза на соодветен ензим се нарекува синтеза на бета-галактозидаза (ензим). индуктивни феноменот е познат како индукција. Видете исто така Садава сл. 16. 8 (13.16)

2. Пример за репресија -- триптофан (мала молекула) = корепресор = сигнал за вртење исклучен синтеза на соодветен ензим се нарекува синтеза на trp синтетаза (ензим). потиснато феноменот е познат како репресија.

3. Конститутивна синтеза -- Синтезата на некои протеини, како што се ензимите за гликолиза, се нарекува конститутивен = синтезата на ензимите е „цитат“ во секое време.

В. Резиме на терминологијата = погоре испишани поими. Видете ја табелата во средината на материјалот 15А.

Регулативата е покриена во множеството проблеми 12. За да го прегледате материјалот во деловите А-Ц, видете задача 12-1, делови А и засилувач Б.

D. Споредба на репресијата со повратни информации. Зошто ви се потребни двата вида регулација? Фактори кои треба да се земат предвид:

  • Брзина (инхибицијата е побрза)
  • Кои ензими се засегнати (први во патеката во f.b. инхибиција наспроти сите ензими на патеката во репресија)
  • Што се менува -- ензимска активност (инхибиција) наспроти синтеза на ензими или ген активност (репресија)

Генерално, имајте груба контрола (репресија/индукција) наспроти фина контрола (инхибиција/активирање). Видете графикон и слика на долната половина од материјалот 15А. Видете исто така Садава сл. 16,9 (13,17). Забелешка: ензимското активирање и индукција може да се споредат на сличен начин -- Активирањето ја зголемува ензимската активност додека индукцијата ја вклучува синтезата на ензимот

Денешното предавање ќе се фокусира на индукција, а следниот пат детално ќе го разгледаме механизмот на репресија. Почекајте да ги решите проблемите за репресијата и/или репресијата наспроти повратните информации до следниот пат.

IV. Механизам на регулација на прокариотите (Види материјал 15Б) -- Оперони

Забелешка: Овој механизам во голема мера беше откриен со анализа на мутанти. Како е направено тоа е фасцинантно, но сложено, па прво ќе го објасниме механизмот, а потоа можете да се обидете да ги предвидите ефектите од мутациите. Видете Е подолу за повеќе детали, и сет на проблеми 12 за примери.

A. Како се постигнува координативна контрола? Горна лева табла на материјал -- идеја за кластер или оперон. (Види Садава сл. 16.10 (13.18) или Бекер сл. 23-3.)

1. Гените регулирани заедно се поврзани -- гените кои треба да се контролираат координативно (вклучени и исклучени заедно) се еден до друг на ДНК.

2. Полицистронска мРНК. Поврзаните гени се транскрибираат како единица за да се даде една единствена mRNA. Една мРНК се создава по оперон (не една мРНК по ген), бидејќи сите гени во кластерот делат единствен промотор. МРНК способна да кодира неколку пептиди (мРНК која доаѓа од неколку гени) се нарекува полицистронска мРНК. (цистрон = друг термин за ген).

3. Контрола на транскрипција -- Регулативата е на ниво на транскрипција. Нивото на транслација се контролира со регулирање на синтезата на mRNA. Ова е вообичаен метод за регулирање на синтезата на протеини кај прокариотите.
Бидејќи mRNA има краток полуживот кај прокариотите, регулирањето на синтезата на mRNA го контролира нивото на стабилна состојба на mRNA. Преводот сам по себе (и деградацијата на mRNA) не се регулирани овде. (Во некои прок. случаи и многу еук. случаи, и овие се регулирани.)

4. Дефиниција за оперон = група на поврзани структурни (ензимско кодирање) гени кои споделуваат заеднички регулаторни места и кои се транскрибираат како една единица.

Забелешка: Поврзаните регулаторни места секогаш се сметаат за дел од оперонот, а генот за репресорскиот протеин не се смета секогаш за дел од оперонот. Дали репресорскиот ген се смета за дел од оперонот или не, обично е јасно од контекст, улогата на репресорот е дискутирана понатаму подолу.

5. Интерпункциски знаци. Потсетник: репликацијата, транскрипцијата и преводот на ДНК имаат различни сигнали за запирање и почеток. Репликацијата на ДНК започнува со потеклото, транскрипцијата започнува кај промоторите, а транслацијата започнува со почетните кодони (AUG). Потеклото наспроти промотерите беше опфатено претходно. Што е со промоторите наспроти стартните кодони?

а. mRNA има UTR's . Има лидери (непреведен регион на крајот од 5' пред првиот AUG или 5' UTR) и засилувачки приколки (непреведени 3' крај или 3' UTR).

б. Броеви: Бројот на започнувања на транскрипција (промотери) за порака е еден број на почеток на превод може да биде многу (еден по пептид) кај прокариотите.

в. Преведувањето на полицистронска мРНК започнува со повеќекратни почетни кодони. Рибозомот се собира на првиот AUG и започнува со превод. По завршувањето на секој пептид, рибозомот може да продолжи низ mRNA до следниот стартен кодон и да започне нов пептиден синџир. Алтернативно, рибозомот може да се одвои (и да се раздели во подединици) кога станува збор за стоп-кодон. Во тој случај, на следниот стартен кодон се формира нов рибозом и започнува со превод на следниот пептид.

Б. Како се исклучува транскрипцијата на кластерот -- горен десен панел од 15B -- Улогата на репресорот и операторот за засилувач -- оперон што е "off" (Види Бекер сл. 23-4, горниот панел или Sadava сл. 16.11 (13.19) горен панел .

1. Улога на операторот (О) = ДНК-локација да дејствува како дел од прекинувачот за вклучување/исклучување -- го врзува протеинот на репресорот (регулаторот) кога репресорот е во соодветна или активна форма (правоаголник на материјалот).

2. Улога на репресорот = другата половина од прекинувачот за вклучување/исклучување (со O). Репресорот е протеин кој се врзува за операторот и ја спречува РНК полимеразата да се врзе за ДНК и да го транскрибира оперонот. (Пурвес сл. 13.15 во 7-мо издание).

а. За секој оперон има различен репресорски протеин. Репресорот се врзува за специфична секвенца на ДНК пронајдена во соодветниот оператор.

б. Синтезата на репресорниот протеин е конститутивна -- генот е секогаш вклучен. (Состојбата на репресорскиот протеин варира, а не количината видете подолу.)

в. Терминологија. Термините „репресор“ и „репресорски протеин“ се користат наизменично. Терминот „репресор“ се користи и за индукција и за засилување репресија бидејќи задачата на протеинот е да го исклучи оперонот. Меѓутоа, некои претпочитаат да го користат терминот „регулатор протеин“ наместо „репресорен протеин“ кога се однесуваат на индукција.

Прашање: Дали генот за репресорски протеин има промотор? оператор?

В. Како се случува индукцијата (и репресијата) -- Улогата на ефекторите

1. Репресорскиот протеин е алостеричен (има две форми) -- една што се држи до операторот и ја блокира транскрипцијата (активна форма = правоаголник на материјалот) и една што нема (неактивна форма = круг на материјалот). Види Бекер Сл. 23-5.

2. Репресорот го врзува ефекторот (индуктор или корепресор). Секој протеин на репресор/регулатор е уникатен по тоа што го врзува соодветниот ко-репресор или индуктор (види подолу) како и соодветниот оператор.

3. Ефектор одредува во која форма е репресорот. Количината на присутен репресорски протеин не се менува (види погоре) во формата во која е репресорот прави промена. Ефекторот на малата молекула (индуктор или ко-репресор) ја менува рамнотежата помеѓу двете форми, со што се менува рамнотежата помеѓу слободниот (неактивен) и врзаниот (активен) репресор и вртејќи го оперонот "on" или ".".

4. Како репресорот влегува или се симнува од ДНК? Сликата на ливчето покажува дека репресорот е или „наведи го“ операторот (во форма на правоаголник) или „го цитира“ операторот (во форма на круг). Постојат 2 основни модели за тоа како репресорот се качува или исклучува од операторот. Тие се опишани подолу, но ниту еден од проблемите во овој курс не бара да ја знаете разликата помеѓу двете.

FYI, за оние на кои им се допаѓаат деталите, постојат два модели за тоа како функционира ефекторот:

а. Постои рамнотежа помеѓу слободниот и врзаниот „леплив“ репресор (правоаголна форма) -- „правоаголните“ молекули спонтано се вклучуваат и исклучуваат. Ефекторот се врзува за слободниот репресор (не репресорот врзан за ДНК). Врзувањето на репресорот и ефекторот ја поместува рамнотежата помеѓу слободните правоаголници и кругови, што пак ја поместува рамнотежата помеѓу слободните и врзаните правоаголници.

б. Ефекторот се врзува за репресорот на ДНК, ја менува неговата конформација и предизвикува тој да се движи кон или надвор од операторот. (Во овој модел, репресорот е секогаш врзан за ДНК, но се движи од случајно место -- каде што нема ефект -- до операторот или обратно.)

Постарите верзии на белешките го објаснуваат моделот a, но сегашните докази го фаворизираат моделот b.

D. Пример за индукција -- (види среден панел од материјалот 15B или Бекер сл. 23-4 или Садава сл. 16.11 (13.19). За анимација обидете се http://vcell.ndsu.nodak.edu/animations/lacOperon/index.htm. Дополнителни анимациите се наведени на страницата со врски. (Постојат повеќе анимации на веб и на YouTube. Ако најдете анимација што е особено корисна, ве молиме кажете му на д-р М.) Погледнете следниот пат за анимација на репресија.

  • Ефекторска молекула (индуктор) која се врзува за репресорниот протеин спречува репресор од врзување за оператор -- предизвикува формата на правоаголник да се промени во форма на круг и да падне од операторот.

  • Ефекторот (индуктор) се префрла по рамнотежата на право:

"Правоаголна форма" на реп. протеин („леплива“ форма што се врзува за O) ↔ „Образда на круг“ (форма што не се врзува за O)

  • Празен форма на репресорски протеин (без ефектор) се прилепува на операторот.

За да ја разгледате досегашната регулатива, обидете се со проблемот 12-0.

1. Што се случува ако протеинот на репресорот е мутантен и воопшто не се врзува за ДНК? Ќе биде вклучен ли оперон? исклучен? Индуктивни или конститутивни?

2. Што се случува ако операторот е избришан? Дали е исто како погоре?

Види проблем 12-3, дел А.

3 . Како ги тестирате својствата на конститутивните мутанти?

а. Многу експерименти и проблеми вклучуваат ќелија со две копии од оперон. (Види подолу.)

б. Како е можно ова? Бактериите се хаплоидни* -- секоја бактерија вообичаено има само една молекула на ДНК (хромозом) со една копија од секој ген или оперон.

в. Бактериите можат да добијат дополнителна копија од ген или оперон, а дополнителната копија е обично на плазмид. Таквите клетки се нарекуваат парцијални диплоиди.*(Како клетките добиваат плазмиди ќе се дискутира следниот пат.)

г. Што се плазмиди?

(1). Плазмидите се мини-хромозоми кои имаат „екстра“ гени. Секој плазмид има потекло на репликација, така што плазмидите се реплицираат и се пренесуваат. (Детали следниот пат.)

(2). „Дополнителните“ гени на плазмидот може да бидат целосно нови или може да бидат дополнителни копии на гените кои се веќе во клетката.

(3). Бактерија со плазмид може да биде делумен диплоид* -- може да има две копии од ген или две копии од цел оперон. Едната копија ќе биде нејзиното нормално место на хромозомот, а другата копија ќе биде на плазмид.

д. Каква употреба имаат парцијалните диплоиди? Двете копии не мора да бидат сосема исти -- едната може да биде нормална и едната мутантна, или и двете можат да бидат различни мутанти. На пример, да претпоставиме дека една бактерија има две копии од лактозен оперон. Да претпоставиме дека едната копија е конститутивна, а другата е индуцирана, или да претпоставиме дека и двете се конститутивни. Што треба да се случи кога ќе ги споите двата операни заедно? Дали и двете ќе бидат конститутивни? И двете индуктивни?

*Терминологија: Клетката со една копија од секој ген се нарекува хаплоид, а клетката со две копии од секој ген се нарекува диплоид. Клетката која во основа е хаплоидна, но има две копии од неколку гени се нарекува делумна диплоидна.

4. Употреба на мутанти. Студијата за својствата на конститутивните мутанти беше како индукцијата/репресијата ја сфатија Џејкоб и Монод, кои ја добија Нобеловата награда во 1965 година за нивната работа. Сега можете да го пробате и на друг начин -- можете да го искористите вашето знаење за функцијата на оперон за да ги предвидите својствата на мутантите, и поединечно и во комбинација. Види погл. 12 од книгата за проблеми.

За да научите како да ги разликувате типовите на конститутивни мутанти, видете ги проблемите 12-4 и засилувачот Бекер табела 23-2.

F. Силни & засилувачи Слаби промотери -- сите промотори се не исто.

1. Сите промотери се слични по структура и функција -- сите P треба да можат да ја врзат РНК полимеразата и да служат како сигнали за да започне транскрипцијата.

2. П може да бидат силни или слаби

а. Слаб промотор → малку (или ретко) врзување на RNA полимераза → ниски нивоа на транскрипција → ниски нивоа на соодветниот протеин.

б. Силен промотор → многу (или често) врзување на РНК полимераза → високи нивоа на транскрипција → високи нивоа на соодветниот протеин.

в. Зошто јачината на промоторот е важна? Јачината на промоторот одредува колку mRNA може да се направи. Вистинската количина на mRNA направена во секое време зависи и од јачината на промоторот и од степенот на репресија или индукција.

3. Пример за силни наспроти слаби промотери: P на lac оперон наспроти P на lac репресорен ген

а. Промоторот на лак-оперонот е силен. P на lac оперон = P за структурните гени го контролира производството на полицистронска mRNA → ензими за метаболизмот на лактоза. Бидејќи овој P е силен, создавате многу mRNA и многу соодветни ензими.

б. Промоторот на lac репресорниот ген е слаб.
P на lac репресорот = P за генот R го контролира производството на mRNA за lac репресорот → lac репресорниот протеин. Бидејќи овој P е слаб, вие создавате само малку од mRNA и релативно малку од репресорниот протеин.

в. Зошто ова има смисла? Ви требаат многу метаболички ензими (ако растете на лактоза како извор на јаглерод и енергија), но релативно малку молекули (или 100) репресорски протеин.

4. Забележете ја разликата помеѓу улогите на O (оператор) и P (промотор). P одредува кое е максималното ниво на транскрипција O (плус Репресор) одредува колкав процент од максимумот всушност е постигнат.

а. O (со врзување за репресорот) одредува до кој степен транскрипцијата (& синтеза на протеини) е "on" -- дали синтезата на протеини работи со полн гас или е само делумно вклучена (или целосно исклучена)? Секој поединечен оперон или клетка е веројатно во секој момент "off" или "on". Меѓутоа, во цела бактериска култура, не сите клетки се нужно вклучени или исклучени. На средно нивоа на индуктор, на некои клетки може да им е вклучен оперон, а на некои не. Во овие клетки, дел од репресорскиот протеин е во „правоаголник“ или активна форма, а дел е во „круг“ или неактивна форма. Постои одредена варијација од клетка до клетка, и постои праг вредност за количината на активен репресор потребен за да се одржи оперонот „исклучен“.

Забелешка: една молекула на активен репресор (во форма на „правоаголник“) по клетка не е доволна за да се исклучи еден оперон. Мора да има повеќе од една молекула активен репресорски протеин по оперон за да биде сигурен дека операторот е секогаш окупиран со молекула на репресорски протеин.

б. P го одредува максималното ниво на транскрипција = ниво по култура кога сите оперони се "on" и работат со полн гас = ниво по клетка кога културата е целосно индуцирана.

Види проблем 12-3 и споредете ги деловите А и засилувачот Б.

Следен пат: Преглед на оперони -- репресија наспроти индукција. Тогаш, како се пренесува асексуално бактериската (& вирусна) ДНК? Како бактериите и вирусите имаат секс и како се анализираат резултатите од вкрстувањето на бактериите и вирусите? (Ќе има прирачник за сите детали.)

Авторски права 2010 Дебора Мовшовиц и Лоренс Чесин Одделот за биолошки науки Универзитетот Колумбија во Њујорк, Њујорк.


Предавање 23: Мутанти и мутации - биологија

Поглавје 12, стр. 248-250 - Функција на гени, генска регулација и биотехнологија

Имате отворен пристап (не е потребно најавување или лозинка) до наставните материјали на веб-локацијата Текст. Изберете „Ресурси“ од горниот лев агол на страницата и изберете го поглавјето за текст што го сакате.

Мудл

Можете исто така да поставувате прашања и да ги видите одговорите на прашањата на вашите соученици во Moodle на форумот „Talk to Ed“.

Цели:

Содржината на денешното предавање ќе ви помогне да одговорите на прашањата за овие задачи:

Втора задача на Мудл, која треба да се одржи на Форумот на Мудл на вашата ТА до 8 часот наутро, вторник, 30 март.

Откако ќе го проучувате овој материјал, треба да бидете во можност:

Опишете ги видовите на мутации кои можат да се појават во генот и ефектот, доколку ги има, тие врз протеинот што се произведува кога генот се изразува.

Опишете како може да настане мутација со правење разлика помеѓу спонтани и индуцирани мутации.

Разликувајте ги соматските и герминалните мутации и опишете ги последиците од секоја за детето на една личност.

Објаснете зошто мутациите не се сите штетни.

Дефинирајте ги овие термини и опишете ги ефектите што секој може да ги има врз протеините на организмот и неговите потомци:

Веб ресурси:

Гени и болести (Избрани гени и нивните функции и локации на хромозомите) од Националниот центар за биотехнолошки информации.

Убавината на мутациите од Access Excellence. Ова е добро читање, погледнете го!

Повеќе за отпорноста на антибиотици, од P&S Medical Review. Бактериската отпорност на антибиотици може да се развие како резултат на хромозомска мутација.

Што се мутации?

А мутација е каква било физичка промена во генетскиот материјал (како ген или хромозом). Генот кој содржи мутација (промена на базната секвенца на ДНК) ќе произведе изменета mRNA молекула која ќе произведе изменета низа на амино киселини во добиениот протеин.

Се смета дека повеќе од 4.000 болести потекнуваат од мутираните гени наследени од нашите родители.

Мутацијата може или не може да влијае на секвенцата на аминокиселини.

Мутацијата може или не може да влијае на фенотипот.

Некои специфични мутации во генот може да имаат повеќе негативни ефекти од другите мутации во истиот ген.

Мутацијата не е нужно лоша. Можеби е и добро. Мутацијата може да ја подобри или позитивно да ја промени функцијата на протеинот произведен од генот.

Општи типови на мутации

Хромозомски мутации

Бришење, дуплирање, инверзија или транслокација.

Полиплоидија, анеуплоидија (автозоми или полови хромозоми). Преглед на предавање 12, хромозоми и особини.

Промени во ДНК на ген направени со замена на една база со друга или со додавање или бришење на еден или повеќе нуклеотиди.

Запомнете! Во РНК, нуклеотидната база урацил го заменува тиминот.

Генетски мутации и нивните ефекти врз протеините

Изберете „Копирај го кодот“ кон дното на екранот

потоа изберете „склопување заедно“ од горниот дел на следниот екран.

Потоа изберете „Транскрипција анимација“

Изберете „Читање на кодот“ кон дното на екранот

потоа изберете „склопување заедно“ од горниот дел на следниот екран.

Потоа изберете „Преведувачка анимација“

Изразување на гени преку синтеза на протеини, од Access Excellence. За клетката да направи протеин, информациите од генот се копираат, база по база, од ДНК во нови нишки на гласник РНК (mRNA). Потоа mRNA патува надвор од јадрото во цитоплазмата, до клеточните органели наречени рибозоми. Таму, mRNA го насочува составувањето на аминокиселините кои се преклопуваат во комплетирана протеинска молекула.

Како гените се поврзани со болеста? Кога генот содржи мутација, протеинот кодиран од тој ген може да биде абнормален.

Постојат многу начини на кои може да се појават мутации и да влијаат на експресијата на гените. За да ги разберете, треба да се запознаете со употребата на Генетскиот код. Истиот код се наоѓа во текстот на Hoefnagels, табела 12.2, стр. 240

Точка мутации: Промени во единечни нуклеотиди на ДНК.

А промашување мутацијата заменува различна аминокиселина за оригиналната.

Пример: Српеста анемија е резултат на промена на една база (види Слика 12.14, во Hoefnagels, страница 248)
Запомнете! Во РНК, нуклеотидната база урацил го заменува тиминот.

шаблон ДНК код C T C (Глутамин - glu) -мутација->
шаблон ДНК код C A C (валин - вал)

А глупости мутацијата резултира со ставање на стоп-кодон некаде пред крајот на генот.

шаблон ДНК код AT G (тирозин - tyr) -мутација->
ДНК код на шаблон AT T (СТОП)

Тивко мутациите се точкасти мутации кои не ја менуваат амино киселинската секвенца на протеинот. Тие најверојатно нема да имаат ефект. Вишокот на генетскиот код ја намалува можноста точките мутации што резултираат со промена на третиот нуклеотид на кодонот да ја променат одредената амино киселина.

Кодоните на mRNA GAA и GAG ја кодираат амино киселината Глутаминска киселина (Glu).
Кодоните на mRNA GCU, GCC, GCA и GCG, сите ја кодираат амино киселината Аланин (Ala).
Кодоните на mRNA GGU, GGC, GGA и GGG сите ја кодираат за амино киселината Глицин (Gly).

Мутации на поместување на рамката: Додатоци или бришења на еден или повеќе нуклеотиди.

Рибозомите декодираат mRNA три нуклеотиди (еден кодон) во исто време. Преводот започнува со иницијаторската секвенца (AUG) и продолжува со следните три нуклеотиди, потоа следните три и следните три итн. Рибозомите имаат „рамка за читање“ која декодира множества од три нуклеотиди или кодони. Нема „интерпункциски знаци“ за разграничување на кодоните, така што додавањето или бришењето на еден или повеќе нуклеотиди во ДНК ја менува „рамката за читање“ на кодонската секвенца на mRNA произведена од таа точка во алелот.

Амино киселинската секвенца во протеинот од таа точка ќе биде променета, радикално менувајќи ја формата и функцијата на протеинот.

Додавањето или бришењето тројки (три или множители од три нуклеотиди) ќе додаде или избрише една или повеќе амино киселини.

Ако тројката(ите) се додаде/се избриша помеѓу два кодони, нема да има нарушување на рамката за читање и сите други аминокиселини во протеинот ќе останат непроменети.

Ако тројката(ите) е/се додаде или избриша во кодон, ќе има привремено нарушување на рамката за читање, но рамката за читање брзо ќе се врати на вистинскиот пат. Една или две соседни амино киселини може да се променат со додавање или бришење, но сите други амино киселини во протеинот ќе останат непроменети.

Вистински примери на погрешни, глупости и мутации на промена на рамката:

Мутанти на хемоглобинот (од д-р Роберт Ј. Хаски)

Забелешка за претпазливост. Овие примери ја покажуваат секвенцата на ДНК НЕ-шаблон наместо шаблонот ДНК секвенца како во нашите претходни примери. Ова е стандард што го користат научниците од ДНК. За да ги добиете кодоните на mRNA, само сменете го Ts во Us.

Проширување на гени - Некои гени имаат повторени базни секвенци, а бројот на нив може да се зголемува секоја генерација. Проширувачките гени се одговорни за сè потешки случаи на миотонична мускулна дистрофија (AGC/CTG повторувања), Хантингтонова болест (CAG се повторува) и Кревки X синдром (CGG се повторува).

Синдром на кревка Х:
6-50 CGG се повторува кај незасегнат поединец
50-200 CGG се повторува во носач
>200 CGG се повторува кај засегнато лице

Концептот на проширување на гените е основата на сегашниот метод на профилирање на ДНК (отпечаток на ДНК). (Ќе се зборува во Предавање бр. 19)

Аналогии на зборови за типови мутации

Табела 13.4 (текст, стр. 260) користи реченица од зборови со три букви како аналогија за да ги демонстрира ефектите на мутациите врз генската секвенца.

Активност за предавање за мутација

Точка мутации - промени во единечни нуклеотиди на ДНК.


Шаблон влакно на
ДНК да се транскрибира
Тип на
Мутација

Нормална низа

CTG / TTA / CGC


Мутација 1

CTG / TT G / CGC

Тивко

Мутација 2

CTG / TT T / CGC

Миссенс

Мутација 3

A T T / TTA / CGC

Глупости

Која е секвенцата на mRNA без мутација?
Со мутација 1, 2 и 3?

Која е амино киселинската низа без мутација?
Со мутации 1, 2 и 3?

Мутации на поместување на рамката: Додатоци или бришења на еден или повеќе нуклеотиди.

Која е секвенцата на mRNA без мутација?
Со мутација 4, 5 и 6?

Која е амино киселинската низа без мутација?
Со мутации 4, 5 и 6?

Причини за мутации

Спонтани мутации

Оштетувањето може да се случи во секое време во која било клетка. Мутациите се јавуваат кога оштетените гени се реплицираат без претходно да се поправат. Репликацијата на хромозомите е 99,999% точна. Грешки во реалниот процес на дуплирање се случуваат само еднаш во 100.000 бази. Имајќи предвид дека човечкиот геном има околу 6 милијарди бази, тоа значи дека секој циклус на репликација ќе има 60.000 грешки поврзани со него. Сепак, клетките содржат неколку сложени системи за поправка на оштетувањето пред, за време и по репликацијата на ДНК.

Некои гени мутираат со поголема брзина од другите.

Ваквите мутации се јавуваат почесто кај организми со многу кратко време на создавање, како што се вирусите и бактериите.

ДНК секвенците се менуваат како резултат на изложеност на мутагени (агенси кои ја зголемуваат стапката на мутација).

Мутациите може намерно да се индуцираат за истражувачки цели (хемикалии, гама зраци, х-зраци). Природните мутагени вклучуваат радон, космички зраци и УВ светлина. Мутагени создадени од човекот вклучуваат загадување, пестициди, хемикалии, нуклеарни тестирања и несреќи и биолошка војна. Исто така, изложеност во матката на алкохол, кокаин, јаглерод моноксид, германски сипаници, олово, жива и многу други.

Рак на кожа. од Клиниката Мајо.
УВ светлината е мутаген. На изгорениците што ги добивате оваа недела може да бидат потребни 20 години или повеќе за да стане рак на кожата. Размислете за ова пред да отидете на плажите или во солариум.

Соматски мутации наспроти герминални мутации

Соматски мутации (грчки Сома= тело)

Мутации во телесните клетки на организмот, вклучително и било кој тип на клетка ОСВЕН клеточните линии наменети за производство на јајце клетки или сперматозоиди со мејоза.

Соматските мутации НЕ можат да се пренесат на нечии деца.

Мозаицизам - Соматските мутации кои се јавуваат рано во развојот може да влијаат на сите клетки на организмот или може да резултираат со тоа што клетките на поединецот не се целосно генетски униформни. Некои делови од телото кои се развиваат од клетките во ембрионот кои се мутирани ќе бидат погодени од мутацијата. Делови од телото развиени од нормални клетки ќе бидат нормални. Оваа состојба се нарекува „мозаицизам“. Мозаицизмот може да се појави и со ануплоидни ситуации.

Соматските мутации може да резултираат со невообичаен раст на клетките (како што е ракот).

Герминални мутации (латиница germinare= да никне)

Мутации во клетките наменети за производство на гамети (јајце клетки и сперматозоиди).

Герминалните мутации резултираат со генетски изменети гамети кои може да се пренесат на потомството на поединецот. Ова значи дека овие мутации можеби нема да влијаат на поединците кај кои се појавуваат, но може да резултираат со генетски нарушувања кај нивните потомци.

Мутациите не се сите лоши

Може да се појават мутации во некодирачките региони на ДНК.

Количината на ДНК што ја имате е многу поголема од онаа што ја одредуваат вашите гени. Дури и со 25.000+ гени за кодирање на протеини и дневна стапка на производство на милијарди протеински молекули, огромното мнозинство од вашата ДНК не е вклучено во кодирањето на протеините.

Дури и во рамките на алелот, дури 95% од ДНК е некодирачка. Интроните се спојуваат пред да започне синтезата на протеините.

Мутациите во некодирачките региони обично не прават ништо на фенотипот на поединецот.

Дури и во кодирачките региони на алели, некои видови мутации немаат ефект врз добиениот протеин.

Мутациите ја зголемуваат генетската варијабилност на популацијата. Тие се начин да се воведат нови алели во популацијата.

Ан алел е алтернативна форма на ген. Алелите се формираат со мутации на веќе постоечки алели. За некои гени, може да има стотици различни алели.

Некои мутации всушност ја зголемуваат ефикасноста на произведениот протеин или може да ја променат неговата функција (се сеќавате на бактериите отпорни на антибиотици?).

Генетската варијабилност е од суштинско значење за опстанокот на еден вид, па дури и за формирање на нови видови.


Мутации: значење, карактеристики и откривање | Генетика

Во оваа статија ќе разговараме за: - 1. Значењето на мутациите 2. Карактеристики на мутациите 3. Класификација 4. Видови 5. Агенти 6. Откривање 7. Метод на нутритивен дефицит 8. Спонтани мутации 9. Примени на мутации во подобрување на културите.

  1. Значењето на мутациите
  2. Карактеристики на мутациите
  3. Класификација на мутации
  4. Видови мутации
  5. Агенси на мутации
  6. Откривање на мутации
  7. Метод на мутации со недостаток на исхрана
  8. Спонтани мутации
  9. Примени на мутации во подобрување на културите

1. Значење на мутациите:

Мутацијата се однесува на ненадејна наследна промена во фенотипот на поединецот. Во молекуларниот термин, мутацијата е дефинирана како постојана и релативно ретка промена во бројот или низата на нуклеотиди. Рајт првпат ја открил мутацијата во 1791 година кај машкото јагне кое имало кратки нозе.

Подоцна за мутацијата беше пријавена од Хуго де Вриј во 1900 година во Оенотера, Морган (1910) во Дрософила (бел мутант на окото) и неколку други во различни организми. Терминот мутација е измислен од Де Ври.

2. Карактеристики на мутациите:

Мутациите имаат неколку карактеристични карактеристики.

Некои од важните карактеристики на мутациите се накратко претставени подолу:

јас. Природата на промената:

Мутациите се повеќе или помалку трајни и наследни промени во фенотипот на поединецот. Ваквите промени се јавуваат поради промена на бројот, видот или низата на нуклеотиди на генетскиот материјал, т.е. ДНК во повеќето случаи.

Спонтаните мутации се случуваат на многу мала фреквенција. Сепак, стапката на мутација може да се зголеми многу пати со употреба на физички и хемиски мутагени.

Фреквенцијата на мутација за еден ген се пресметува на следниов начин:

Фреквенција на генска мутација = M / M + N

каде што, M = број на индивидуи кои изразуваат мутација за ген, и

N = број на нормални индивидуи во популацијата.

iii. Стапка на мутација:

Стапката на мутација варира од ген до ген. Некои гени покажуваат висока стапка на мутација од другите. Таквите гени се познати како променливи гени, на пример, бело око кај Дрософила. Во некои геноми, некои гени ја подобруваат природната стапка на мутација на другите гени. Таквите гени се нарекуваат мутаторни гени.

Примерот на генот мутатор е генот со точки во пченката. Во некои случаи, некои гени ја намалуваат фреквенцијата на спонтани мутации на други гени во истиот геном, кои се нарекуваат анти-мутаторни гени. Таков ген е забележан кај бактерии и бактериофаги.

iv. Насока на промена:

Мутациите обично се случуваат од доминантен до рецесивен алел или од див тип до мутантен алел. Сепак, познати се и обратни мутации, на пр., засек крило и шилесто око кај Drosophila.

Мутациите се генерално штетни за организмот. Со други зборови, повеќето од мутациите имаат штетни ефекти. Само околу 0,1% од индуцираните мутации се корисни за подобрување на културите. Во повеќето случаи, мутантните алели имаат плеиотропни ефекти. Мутациите доведуваат до повеќе алели на генот.

vi. Место на мутација:

Мутонот кој е под-поделба на генот е местото на мутација. Просечен ген содржи од 500 до 1000 мутациони места. Во рамките на генот, некои места се многу променливи од другите. Овие обично се нарекуваат жешки точки. Мутации може да се појават во секое ткиво на организмот, т.е. соматско или гаметично.

vii. Вид на настан:

Мутациите се случајни настани. Тие можат да се појават во кој било ген (нуклеарен или цитоплазматски), во која било клетка (соматска или репродуктивна) и во која било фаза од развојот на поединецот.

viii. Повторување:

Истиот тип на мутација може да се појавува постојано или повторно и повторно кај различни индивидуи од иста популација. Така, мутациите се од рекурентна природа.

3. Класификација на мутации:

Мутациите може да се класифицираат на различни начини. Кратка класификација на мутации врз основа на:

(7) Видливоста е претставена во Табела 14.1.

4. Видови мутанти:

Производот на мутација е познат како мутант. Тоа може да биде генотип или индивидуа или клетка или полипептид.

Постојат четири главни класи на препознатливи мутанти, имено:

Овие се накратко опишани подолу:

јас. Морфолошки:

Морфолошките мутанти се однесуваат на промена во формата, т.е. обликот, големината и бојата. Спорите на албино во Невроспора, кадравите крилја во Дрософила, џуџестиот грашок, овците со кратки нозе се некои примери на морфолошки мутанти.

Во оваа класа, новиот алел се препознава по неговиот смртен или смртоносен ефект врз организмот. Кога мутантниот алел е смртоносен, сите индивидуи кои носат таков алел ќе умрат, но кога е полу-смртоносен или субвитален, некои од поединците ќе преживеат.

iii. Условно смртоносно:

Некои алели произведуваат мутантен фенотип под специфични услови на животната средина. Таквите мутанти се нарекуваат рестриктивни мутанти. Под други услови тие произведуваат нормален фенотип и се нарекуваат попустливи. Таквите мутанти може да се одгледуваат под дозволени услови, а потоа да се префрлат на рестриктивни услови за евалуација.

iv. Биохемиски мутант:

Некои мутанти се идентификуваат со губење на биохемиската функција на клетката. Клетката може да преземе нормална функција, ако медиумот е дополнет со соодветни хранливи материи. На пример, аденин ауксотроф може да се одгледува само ако се снабдува со аденин, додека за дивиот тип не е потребен додаток на аденин.

Мутагените се однесуваат на физички или хемиски агенси кои во голема мера ја зголемуваат зачестеноста на мутациите. Различни зрачења и хемикалии се користат како мутагени. Зрачењето доаѓа под физички мутагени. Подолу е претставен краток опис на различни физички и хемиски мутагени:

Физички мутагени:

Физичките мутагени вклучуваат различни видови на зрачење, т.е. Х-зраци, гама зраци, алфа честички, бета честички, брзи и термички (бавни) неутрони и ултравиолетови зраци (Табела 14.2).

Краток опис на овие мутагени е претставен подолу:

Рендгенските зраци првпат биле откриени од Рентген во 1895 година. Брановите должини на Х-зраците варираат од 10 -11 до 10 -7. Тие се ретко јонизирачки и многу продорни. Тие се генерираат во апарати за рендгенски зраци. Х-зраците можат да ги скршат хромозомите и да произведат сите видови мутации во нуклеотидите, на пример, додавање, бришење, инверзија, транспозиција, транзиции и транс-верзии.

Овие промени се појавуваат со додавање на кислород во деоксирибозата, отстранување на амино или хидроксилна група и формирање на пероксиди. Х-зраците првпат биле користени од Мулер во 1927 година за индукција на мутации кај Дрософила.

Во растенијата, Штадлер во 1928 година прв пат користел рендгенски зраци за индукција на мутации во јачменот. Сега рендгенските зраци најчесто се користат за индукција на мутации кај различни растителни растенија. Х-зраците предизвикуваат мутации со формирање на слободни радикали и јони.

Гама зраците се идентични со Х-зраците во повеќето физички својства и биолошки ефекти. Но, гама зраците имаат пократка бранова должина од Х-зраците и се попродорни од Х-зраците. Тие се генерирани од радиоактивно распаѓање на некои елементи како 14C, 60C, радиум итн.

Од нив, кобалт 60 најчесто се користи за производство на гама зраци. Гама зраците предизвикуваат хромозомски и генски мутации како Х-зраците со исфрлање електрони од атомите на ткивата низ кои минуваат. Денес, гама зраците исто така широко се користат за индукција на мутации кај различни растителни растенија.

iii. Алфа честички:

Алфа зраците се составени од алфа честички. Тие се направени од два протони и два неутрони и затоа имаат двојно позитивен полнеж. Тие се густо јонизирачки, но помалку продираат од бета зраците и неутроните. Алфа честичките се емитираат од изотопи на потешки елементи.

Тие имаат позитивен полнеж и затоа се забавуваат од негативното полнење на ткивата што резултира со мала продорна моќ. Алфа честичките доведуваат и до јонизација и до возбудување што резултира со хромозомски мутации.

iv. Бета честички:

Бета зраците се составени од бета честички. Тие се ретко јонизирачки, но попродорни од алфа зраците. Бета честичките се генерираат од радиоактивно распаѓање на потешки елементи како што се 3H, 32P, 35S итн. Тие се негативно наелектризирани, па затоа нивното дејство се намалува со позитивното полнење на ткивата. Бета честичките исто така дејствуваат по пат на јонизација и возбуда како алфа честичките и резултираат со хромозомски и генски мутации.

v. Брзи и термални неутрони:

Овие се густо јонизирачки и високо продорни честички. Бидејќи тие се електрично неутрални честички, нивното дејство не се забавува од наелектризираните (негативни или позитивни) честички на ткивата. Тие се генерираат од радиоактивно распаѓање на потешки елементи во атомски реактори или циклотрони. Поради големата брзина, овие честички се нарекуваат брзи неутрони.

Нивната брзина може да се намали со употреба на графит или тешка вода за производство на бавни неутрони или термички неутрони. Брзите и термички неутрони резултираат и со хромозомско кршење и со генска мутација. Бидејќи се тешки честички, тие се движат во права линија. Брзите и термички неутрони ефикасно се користат за индукција на мутации, особено кај растителни видови кои бессексуално се размножуваат.

vi. Ултравиолетови зраци:

УВ зраците се нејонизирачки зрачења, кои се произведуваат од светилки или цевки од жива пареа. Тие се присутни и во сончевото зрачење. УВ зраците можат да навлезат во еден или два клеточни слоеви. Поради нискиот капацитет на пенетрација, тие најчесто се користат за зрачење на микроорганизми како бактерии и вируси.

Кај повисоките организми, нивната употреба е генерално ограничена на зрачење на полен во растенијата и јајцата во Drosophila УВ зраците исто така можат да ги скршат хромозомите. Тие имаат два главни хемиски ефекти врз пиримидинот.

Првиот ефект е додавање на молекула на вода која ја ослабува врската H со нејзиниот пурински комплемент и дозволува локализирано одвојување на нишките на ДНК. Вториот ефект е да се спојат пиримидините за да се направи пиримидински димер.

Оваа димеризација може да произведе TT, CC, UU и мешани пиримидински димери како CT. Димеризацијата се меша со синтезата на ДНК и РНК. Вкрстени синџири на нуклеинска киселина на димери меѓу жиците, кои го инхибираат одвојувањето и дистрибуцијата на жиците.

Хемиски мутагени:

Постои долг список на хемикалии кои се користат како мутагени. Деталниот третман на таквите хемикалии е надвор од опсегот на оваа дискусија.

Хемиските мутагени може да се поделат во четири групи, и тоа:

Подолу е претставен краток опис на некои најчесто користени хемикалии од овие групи.

а. Алкилирачки агенси:

Ова е најмоќната група на мутагени. Тие предизвикуваат мутации особено транзиции и трансверзии со додавање на алкилна група (или етил или метил) на различни позиции во ДНК. Алкилацијата произведува мутација со менување на водородните врски на различни начини.

Алкилирачките агенси вклучуваат етил метан сулфонат (EMS), метил метан сулфонат (MMS), етилен имини (EI), сулфурна сенф, азотна сенф, итн.

Од нив, првите три се во општа употреба. Бидејќи ефектот на алкилирачките агенси наликува на оние на јонизирачките зрачења, тие се познати и како радиомиметички хемикалии. Алкилирачките агенси можат да предизвикаат различни големи и мали деформации на основната структура што резултира со транзиции и трансверзии на парови на бази.

Трансверзиите може да се појават или затоа што пуринот е толку намален во големина што може да прифати друг пурин како свој комплемент, или затоа што пиримидин е толку зголемен во големина што може да прифати друг пиримидин за својот комплемент. Во двата случаи, дијаметарот на мутантниот базен пар е близок до оној на нормалниот базен пар.

б. Базни аналози:

Базните аналози се однесуваат на хемиски соединенија кои се многу слични на ДНК базите. Таквите хемикалии понекогаш се инкорпорирани во ДНК наместо нормална база за време на репликацијата. Така, тие можат да предизвикаат мутација со погрешно спарување на базите. Неправилно спарување на бази резултира со транзиции или трансверзии по репликацијата на ДНК. Најчесто користени базни аналози се 5 бромо урацил (5BU) и 2 амино пурин (2AP).

5 бромо урацил е сличен на тимин, но има бром на позиција C5, додека тимин има CH3 група на позиција C5. Присуството на бром во 5BU го подобрува неговото тавтомерско поместување од кето форма во форма на енол. Кето формата е вообичаена и постабилна форма, додека енолната форма е ретка и помалку стабилна или краткотрајна форма. Тавтомерската промена се случува во сите четири ДНК бази, но со многу мала фреквенција.

Промената или поместувањето на атомите на водород од една позиција во друга или во пуринска или во пиримидинска база е познато како тавтомерско поместување и таквиот процес е познат како тавтомеризација.

Основата која се создава како резултат на тавтомеризација е позната како тавтомерна форма или тавтомер. Како резултат на тавтомеризација, амино групата (-NH2) од цитозин и аденин се претвора во имино група (-NH). Слично на кето групата (C = 0) на тимин и гванин се менува во енол група (-OH).

5BU е сличен на тимин, затоа, се спарува со аденин (на местото на тимин). Тавтомер од 5BU ќе се спари со гванин наместо со аденин. Бидејќи тавтомерната форма е краткотрајна, таа ќе се промени во кето форма во времето на репликација на ДНК што ќе се спари со аденин наместо гванин.

На овој начин резултира со AT GC и GC —> AT транзиции. Мутагенот 2AP делува на сличен начин и предизвикува AT <-> GC транзиции. Ова е аналог на аденин.

в. Акридински бои:

Акридинските бои се многу ефикасни мутагени. Акридинските бои вклучуваат, про-флавин, акридин портокалова, акридин жолта, акрифлавин и етидиум бромид. Од нив, про-флавин и акрифлавин се во вообичаена употреба за индукција на мутација. Акридинските бои се вметнуваат помеѓу два базни пара ДНК и доведуваат до додавање или бришење на единечни или неколку базни парови кога ДНК се реплицира (сл. 14.1).

Така, тие предизвикуваат мутации на поместување на рамката и поради оваа причина акридинските бои се познати и како мутагени за поместување на рамката. Профлавинот генерално се користи за индукција на мутација кај бактериофагите и акрифлавинот кај бактериите и повисоките организми.

г. Други мутагени:

Други важни хемиски мутагени се азотна киселина и хидрокси амин. Нивната улога во индукцијата на мутација е накратко опишана овде. Азотна киселина е моќен мутаген кој реагира со C6 амино групи на цитозин и аденин. Ја заменува амино групата со кислород (+ до – H врска). Како резултат на тоа, цитозинот делува како тимин и аденин како гванин.

Така, трансверзии од GC —> AT и AT —> GC се индуцирани. Хидроксиламинот е многу корисен мутаген бидејќи се чини дека е многу специфичен и предизвикува само еден вид промена, имено, транзицијата GC —> AT. Сите хемиски мутагени освен базните аналози се познати како модификатори на ДНК.

6. Откривање на мутација:

Откривањето на мутациите зависи од нивните типови. Морфолошките мутации се откриваат или со промена на фенотипот на поединецот или со промена на односот на сегрегација во вкрстување помеѓу нормалните (со маркер) и озрачените индивидуи. Молекуларните мутации се откриваат со промена на нуклеотидот, а биохемиска мутација може да се открие со промена во биохемиска реакција.

Методите за откривање на морфолошки мутанти се развиени главно со Drosophila. Четири методи, имено, (1) метод CIB, (2) метод Muller’s 5, (3) метод на прикачен Х-хромозом и (4) метод на кадрава слива се во вообичаена употреба за откривање на мутации кај Drosophila.

Краток опис на секој метод е претставен подолу:

Овој метод беше развиен од Muller за откривање на индуцирани секс поврзани рецесивни смртоносни мутации кај Drosophila маж. Во оваа техника, C претставува парацентрична инверзија во голем дел од Х-хромозомот што го потиснува преминувањето во превртениот дел. I е рецесивен смртоносен. Женките со смртоносен ген можат да преживеат само во хетерозиготна состојба.

Б е кратенка за шилесто око кое делува како маркер и помага во идентификацијата на мувите. I и B се наследуваат заедно бидејќи C не дозволува да се случи вкрстување меѓу нив. Мажјаците со CIB хромозом не преживуваат поради смртоносен ефект.

Важните чекори на овој метод се како што следува:

(а) Се прави вкрстување помеѓу женката CIB и мажјакот третиран со мутаген. Во Ф1 половина од мажјаците кои имаат нормален Х-хромозом ќе преживеат, а оние што носат CIB хромозом ќе умрат. Кај женките, половина имаат CIB хромозом, а половина нормален хромозом (сл. 14.2). Од Ф1, женските со CIB хромозом и машките со нормален хромозом се избрани за понатамошно вкрстување.

(б) Сега се прави вкрстување помеѓу CIB женски и нормален маж. Овој пат женката CIB има еден CIB хромозом и еден третиран со мутаген хромозом добиен од мажјакот во претходниот вкрстување.

Ова ќе произведе два вида женки, односно половина со CIB хромозом и половина со хромозом третиран со мутаген (со нормален фенотип). И двете потомци ќе преживеат. Во случај на мажи, половина со CIB ќе умрат, а другата половина имаат хромозом третиран со мутаген.

Ако е предизвикана смртоносна мутација во Х-хромозомот третиран со мутаген, преостанатите половина мажјаци исто така ќе умрат, што резултира со отсуство на машки потомци во горенаведениот вкрстување. Отсуство на машки потомци кај Ф2 ја потврдува индукцијата на секс поврзана рецесивна смртоносна мутација кај третираниот мутаген Drosophila male.

ii. Метод на Мулер 5:

Овој метод исто така беше развиен од Мулер за да открие мутација поврзана со полот кај Дрософила. Овој метод е подобрена верзија на методот CIB. Овој метод се разликува од CIB методот во два важни аспекти. Прво, овој метод користи рецесивен ген на кајсија наместо рецесивен смртоносен во методот CIB. Второ, женката е хомозиготна за гените на шилеста кајсија, додека таа е хетерозиготна за гените IB во методот CIB.

Во овој метод, мутацијата се открива со отсуство на диви мажјаци во Ф2 потомство. Овој метод се состои од следење важни чекори (сл. 14.3).

а. Хомозиготна женка од шипка кајсија е вкрстена со мажјак третиран со мутаген. Во Ф1 добиваме два типа на потомство, имено, хетерозиготни женки и шипки кајсија (Muller).

б. Овие Ф1 се меѓусебно поврзани. Ова произведува четири типа на поединци. Половина од женките се хомозиготни кајсии, а половина се хетерозиготни. Кај мажјаците, половина се шипки кајсија (Muller 5), а половина треба да бидат нормални. Ако се предизвика смртоносна мутација, нормалниот мажјак ќе биде отсутен кај потомството.

iii. Во прилог X-метод:

Овој метод се користи за откривање на видливи мутации поврзани со полот кај Drosophila. Во овој метод, за проучување на мутацијата се користи женка во која два Х-хромозоми се обединети или споени заедно (сл. 14.4). Затоа, овој метод е познат како прикачен Х-метод. Прикачените X женки (XXY) се вкрстуваат на машки третирани со мутаген. Овој вкрстување доведува до супер женки (XX-X), приврзани жени (XXY), мутант машки (XY) и YY.

Поединците YY умираат, а супер женката, исто така, обично умира. Преживеаниот маж добил Х-хромозом од машки третиран со мутаген и Y хромозом од прикачен X-женски. Бидејќи Y-хромозомот нема соодветен алел на Х-хромозомот, дури и рецесивната мутација ќе се изрази кај таквиот маж што може лесно да се открие.

iv. Метод на кадрава лобус-слива:

Овој метод се користи за откривање на мутација во автозоми. Во овој метод кадрава се однесува на кадрави крилја, лобус до око со лобус и слива до слива или кафеаво око. Сите овие три гени се рецесивно смртоносни. Кадрава (CY) и лобус (L) гени се наоѓаат во еден хромозом и слива (Pm) во друг, но хомологен хромозом.

Вкрстувањето помеѓу овие хромозоми не може да се случи поради присуството на инверзија. Покрај тоа, хомозиготните индивидуи за CYL или Pm не можат да преживеат поради смртоносен ефект. Преживуваат само хетерозиготи. Така, овој систем е познат и како избалансиран смртоносен систем. Овој метод се состои од следните чекори (сл. 14.5).

а. Се прави вкрстување помеѓу женката со кадрава слива (CYL/Pm) и мажјакот третиран со мутаген. Ова произведува 50% потомци како кадрава лобус и 50% како слива.

б. Во втората генерација се прави вкрстување помеѓу кадрава лобус женка и кадрава лобус слива машки.Ова ќе доведе до кадрава слива, кадрава лобус и поединци од слива во сооднос 1: 1: 1 и хомозиготните кадрави ќе умрат поради смртоносен ефект. Од ова потомство, женките и мажјаците со кадрави лобуси се избираат за понатамошно парење.

в. Во третата генерација, се прави вкрстување помеѓу женката со кадрава лобус која носи една автосома третирана со мутаген и мажјак со кадрава лобус која исто така носи третирана автосома. Ова резултира со производство на 50% потомци како кадрави лобуси, 25% хомозиготни кадрави лобуси кои умираат и 25% потомци хомозиготни за третираните автозоми.

Ова ќе се изрази како автосомно рецесивна мутација и ќе сочинува една третина од преживеаните потомци. Споредба на различни методи за откривање на мутација кај Drosophila е дадена во Табела 14.4.

Откривање на мутации кај растенијата:

Како што е наведено претходно, техниките за откривање на индуцирани мутации се претежно развиени на Drosophila. Кај растенијата, таквите техники не се развиени правилно. Кај растенијата се користат два методи за откривање на мутации во зависност од видливоста на мутациите.

Овие методи се накратко опишани подолу:

јас. Откривање на видливи мутации:

Видливите мутации генерално се јавуваат во квалитативни или олигогени знаци. Ваквите мутации се откриваат врз основа на изменетиот фенотип.

Оваа техника се состои од следниве чекори:

а. Семињата се третираат со мутаген. За таа цел се користи подобрена сорта или сој.

б. Третираните семиња се одгледуваат на експериментално поле. Овие растенија се познати како М1 растенија или М1 генерација. Овие М1 растенијата се самоолепуваат за да се избегне вкрстување. Семињата добиени од М1 растенијата претставуваат М2 генерација на семе.

в. Семињата добиени од М1 растенијата се одгледуваат за да се добие М2 растенијата. Треба да се собере доволно голема популација во М2 генерирање за да се добијат мутантни фенотипови кои генерално се јавуваат на ниска фреквенција.

г. Се врши пребарување за да се идентификуваат или да се откријат растенија кои се разликуваат од матичната сорта. Таквите растенија се изолирани и се проценува нивната фреквенција. Ваквите мутации се нарекуваат макромутации.

Кај пченката се користи различна процедура за откривање на видливи мутации. Кај пченката, некои залихи се хомозиготни за неколку рецесивни гени, а други залихи се хомозиготни за неколку доминантни гени. Семињата на хомозиготните доминантни линии се третираат со мутаген и М1 се одгледуваат растенија. Овие М1 растенијата се вкрстуваат со хомозиготна рецесивна залиха.

Растенијата третирани со мутаген се користат како женки поради присуството на одреден степен на машка стерилност кај овие растенија како последица на мутаген ефект. Ф1 се одгледуваат потомци од таквиот крст и се врши пребарување за откривање на растенија со рецесивен фенотип за специфичен ген. Присуството на растенија со рецесивен фенотип за ген потврдува индукција на мутација.

ii. Откривање на невидлива мутација:

Невидливите мутации обично се јавуваат во квантитативни или полигенски знаци како принос и содржина на протеини. Откривањето на такви мутации бара квантитативно мерење на таквите знаци. За принос, третираната со мутаген и нетретирана сорта се одгледува во реплицирани испитувања.

Ако приносот на третираните и нетретираните третмани значително се разликува, индицирано е присуство на мутација. Слично на тоа, ако содржината на протеини во третираниот материјал значително се разликува од матичната сорта, тоа покажува дека се случила мутација. Таквите мутации се нарекуваат микро-мутации.

7. Метод на мутации со недостаток на исхрана:

Овој метод на откривање на индуцирани мутации се користи кај микроорганизми како Невроспора. Нормалниот сој се третира со мутаген и потоа се одгледува на минимална средина. Минимален медиум содржи шеќер, сол, неоргански киселини, азот и витамин биотин. Нормалниот вид на Neurospora расте добро на минимална средина, но биохемискиот мутант не успева да расте на таков медиум.

Ова ја потврдува индукцијата на мутација. Потоа минималниот медиум се надополнува со одредени витамини или аминокиселини, еден по еден и се забележува растот. Медиумот што резултира со нормален раст на мувла третирана со мутаген покажува дека мутантот нема синтеза на тој конкретен витамин или амино киселина, чие додавање на минималниот медиум за култура резултирало со нормален раст на третираниот сој.

8. Спонтани мутации:

Природно настанатите мутации се познати како спонтани мутации. Таквите мутации се предизвикани од хемиски мутагени или зрачења кои се присутни во надворешната средина на која е изложен организмот. Температурата, исто така, влијае на фреквенцијата на спонтани мутации. Покачувањето на температурата за 10°C доведува до петкратно зголемување на стапката на мутации во организам изложен на такви варијации во температурата.

Драстичната промена на температурата во која било насока има уште поголем ефект врз фреквенцијата на мутација. Надворешните услови на животната средина од кој било тип, т.е., екстремно високи или ниски доведуваат до зголемување на фреквенцијата на мутации.

Внатрешната средина на организмот исто така игра важна улога во индукцијата на спонтани мутации. На пример, спонтано преуредување на ДНК базите резултира со транзиции на базни парови. Слично на тоа, грешките во поправката или репликацијата на ДНК може да предизвикаат спонтани мутации.

9. Примени на мутации во подобрување на културите:

Индуцираните мутации се корисни за подобрување на културите на пет главни начини, имено:

(1) Развој на подобрени сорти,

(2) Индукција на машки стерилитет,

(4) Создавање на генетска варијабилност и

(5) Надминување на само-неспоивоста.

Тие се накратко дискутирани подолу:

јас. Развој на подобрени сорти:

Повеќе од 2000 подобрени сорти (некои директно, а некои со употреба на мутанти во хибридизација) се развиени преку индуцирани мутации во различни полски култури ширум светот.

Во Индија, индуцираните мутации биле инструментални за развој на подобрени сорти на пченица (NP 836, Sarbati Sonor’a, Pusa Lerma), јачмен (RDB 1), ориз (Jagannath, IIT 48, NT 60), домати, рицинус (Aruna , Sobhagya), памук (MCU 7, MCU 10, Indore 2), кикиритка (TGI), шеќерна трска (Co 8152, 8153) и неколку други култури.

Покрај високиот принос, развиени се и сорти со подобар квалитет, раност, џуџест, отпорност на болести и ниска содржина на токсини во различни култури.

Подобрување на квалитетот е постигнато за содржината на протеини во пченицата и оризот, содржината на масло во сенфот и содржината на шеќер во шеќерната трска. Раноста е постигната кај рицинусот (од 270 дена до 140 дена), оризот и сојата. Џуџести сорти се развиени преку употреба на мутанти родители во пченица, ориз, сорго и бисер просо.

Отпорност на болести е предизвикана кај овесот на викторија и крунската рѓа кај пченицата за рѓа на ленти во јачмен за мувла во кикирики за дамки на листот и 'рѓа на стеблото во шеќерна трска за црвено гниење во јаболко за мувла итн. Сорти со ниска содржина на токсини се развиени во семе од репка и сенф за ерусична киселина и во Lathyrus sativa за содржина на невротоксин.

ii. Индукција на машки стерилитет:

Индуцираните мутации биле корисни за индукција на машки стерилитет кај некои растителни растенија. Генетскиот машки стерилитет е предизвикан во тврда пченица со помош на зрачење. CMS мутанти се индуцирани во јачменот, шеќерната репка, бисерното просо и памукот. Користењето на линиите GMS и CMS помага во намалувањето на трошоците за производство на хибридни семиња.

iii. Производство на хаплоиди:

Употребата на полен озрачени со Х-зраци помогна во производството на хаплоиди во многу култури. Хромозомското удвојување на овие хаплоиди резултира со развој на вродени линии кои можат да се користат во развојот на комерцијални хибриди.

iv. Создавање на генетска варијабилност:

Индуцираните мутации се многу ефикасни во создавањето генетска варијабилност за различни економски карактери кај растителните растенија. Индуцираните мутации се користат за зголемување на опсегот на генетска варијабилност кај јачменот, овесот, пченицата и многу други култури. Кај асексуално размножените култури како шеќерна трска и компир, соматските мутации може да бидат корисни, бидејќи мутантното растение може да се размножува како клон.

v. Надминување Само-некомпатибилност:

Мутацијата на генот S со зрачење нуди решение за производство на самоплодни растенија кај само-некомпатибилни видови. Ова беше успешно во случај на Prunusovium. Покрај оваа практична примена во подобрувањето на културите, индуцираните мутации се од фундаментален интерес во генетските студии.

Индуцираните мутации имаат и некои ограничувања. Повеќето од мутациите се штетни и непожелни. Идентификацијата на микро-мутации, кои се покорисни за одгледувачот на растенија, обично е многу тешко. Бидејќи мутациите се произведуваат на многу ниска фреквенција, многу голема популација на растенија треба да се испита за да се идентификуваат и изолираат посакуваните мутанти.


Предавање 23: Мутанти и мутации - биологија

C2005/F2401 '06 -- Предавање 15 -- Последно уредено: 29.10.06 12:20 часот
Авторски права 2006 Дебора Мовшовиц и Лоренс Чесин Одделот за биолошки науки Универзитетот Колумбија во Њујорк, Њујорк.

Материјали: 15А -- Индукција наспроти репресија Репресија против инхибиција на повратни информации & засилувач 15 Б -- Оперони

I. Мутации. (Ова е повторување на Тема VI од Предавање 14)

  • Синтеза на протеини. Ако згрешите при редење на АА, па што? 1 молекула протеин лош. Нема голема работа сè додека тоа не се случува премногу често.
  • Синтеза на tRNA или rRNA. Ако направите грешка со порамнување на нуклеотидите во една молекула на tRNA или rRNA, резултатите се слични.
  • Синтеза на mRNA. Ако згрешите да ги обложите нуклеотидите во mRNA, добијте неколку лоши протеински молекули. Полошо, но подносливо. Откако оваа молекула на mRNA ќе се фрли, новата mRNA и протеин направени ќе бидат во ред.
  • Репликација на ДНК. Ако направите грешка при порамнувањето на нуклеотидите во ДНК, што тогаш? Грешките можат да се поправат, клетките имаат ензими за ова. Ако не се поправи, при следната репликација, еден потомок добива целосно променета ДНК и променетата низа се пренесува засекогаш. Сите нови РНК и протеини ќе бидат изменети. Значи, ова е навистина сериозно, и тоа е она што се подразбира под мутација. (Грешките во РНК и синтезата на протеините -- се додека ДНК е во ред -- не се нарекуваат мутации. Тие се нарекуваат грешки.)

Б. Како се случуваат грешки во синтезата на ДНК?

Основите може погрешно да се парат (ако се во погрешна тавтомерна форма или се оштетени - Видете Purves 12.19). ДНК полимеразата може да се лизне во однос на шаблонот и да додаде дополнителни бази или да остави некои надвор. Лекторирањето ги одржува ниско, но не и на нула грешките за погрешно поврзување. Ензимите за поправка поправаат некои грешки. (видете подолу зошто се неопходни мутации) Откако ќе се случи грешка (ставање погрешна основа), другата нишка е сè уште во ред. Но, ако ДНК со грешка во една нишка се реплицира пред грешката да се поправи, една од ќерките молекули ќе има две променети нишки. (Друга ќерка молекула ќе биде во ред.)

В. Дефиниција/терминологија на мутации Видете Becker Box 22B стр. 700 (20B стр. 685) или Purves стр. 250-252 (234-235).

1. Грешки против мутации. Грешките во синтезата на РНК или протеини се нарекуваат грешки, но грешките во синтезата на ДНК (кои не се поправаат) се нарекуваат мутации. Сè што ја менува ДНК се нарекува мутација, а организам со мутација се нарекува мутант. Нормалниот или почетниот (или стандардниот) организам често се нарекува „див тип“. Промената на РНК или протеинот што не влијае на ДНК не се нарекува мутација.

2. Замени наспроти бришења/вметнувања/местувања на рамки.

Замена = промена на база(и) бришење/вметнување = отстранување или додавање на база(и). Вметнување/бришење на 1 или 2 бази се нарекува поместување на рамката бидејќи mRNA со таква мутација е погрешно прочитана во погрешна „рамка за читање“ (погрешни групи од три нуклеотиди) сè до крајот на генот (или додека рибозомот не достигне стоп-кодон ). Забележете ја драстичната разлика во ефектите помеѓу замените и поместувањата на рамката. Мутацијата што генерира стоп-кодон понекогаш се нарекува мутација на „неразумна“ мутација која менува една аминокиселина во друга се нарекува мутација на „мутација со смисла“. Видете Becker Box 22B (20B) или Purves стр. 252 (276).

3. Фенотип и генотип

Состојбата на ДНК е позната како генотип забележливите својства на организмот се познати како фенотип. Мутацијата го менува генотипот, но може или не може да го промени фенотипот. Видете ги проблемите со рецитирање #8.

D. Зошто мутациите се важни?

1. Извор на еволутивна различност -- извор на сите варијации во фенотипот за селекција за да се дејствува врз основа на тоа зошто постојат различни видови (и зошто воопшто сме тука). Ова е добро во целина, но не е добро за нас кога се работи за ХИВ или грип или кој било друг инфективен агенс што мутира.

2. Извор на индивидуална (& нефункционална) различност. Мутацијата води до варијации во некодирачката ДНК. Ова има мали или никакви функционални последици, но варијациите ни се корисни за следење на еволутивните линии на потекло и правење идентификации. (Ова е основата на сите форензички идентификатори.) Варијациите кои не влијаат на фенотипот опстојуваат бидејќи не постои избор за или против некоја конкретна верзија. (Поединците кои носат одредена мутација не се во никаква репродуктивна предност или недостаток.)

3. Предизвикуваат наследни болести како хемофилија, Теј Сакс, итн. (Може да предизвика рак во соматските клетки.) За да ги задржат предностите на (1) и да ги избегнат недостатоците на (3), организмите го одржуваат нивото на мутација на ниско, но не нула со екстензивно уредување, поправка итн. на ДНК

4. Мутациите се многу корисна алатка за да се открие како функционираат работите.

  • Проучувањето на ефектите на поместувањата на рамката ни овозможи да почнеме да го пробиваме генетскиот код -- видете ја книгата за испитување, проблемите со рецитирање и текстовите (на пр. Бекер стр. 655-657 [640-643])
  • Ни овозможува да исфрлиме еден протеин во исто време и да видиме што се случува -- имплицира каква функција на протеинот била на прво место. (Како во пронаоѓањето на патишта во проб. книга.) Истиот ефект често може да се постигне со RNAi (или антисенс).

Забелешка: Во овој курс, ние често ви кажуваме како функционира прво, а потоа ви даваме мутации за да го тестираме вашето разбирање. Историски гледано, обично работи обратно - прво се проучуваат мутациите и деталите за тоа како функционира се дознаваат од анализата на мутантите. На пример, генетскиот код беше делумно „пробиен“ со гледање на мутации и согледување како промените во ДНК се во корелација со промените во соодветниот протеин. (Потребна беше биохемија за да ја заврши работата.) Погледнете ги текстовите за детали.

За преглед на мутациите, видете ги проблемите со рецитирање бр. 8 и проблемот 7-22. (7-23, 7-24 & засилувач 7-26, исто така, се занимаваат со мутации.)

II. Вовед во регулативата кај прокариотите (Види го материјалот 15А)

A. Зошто регулирањето на синтезата на ензимот е разумно и/или неопходно -- разгледајте некои типични ензими -- гликолитички ензими, бета-галактозидаза (потребна за разградување и метаболизирање на лактозата = димер на гликоза и галактоза) и триптофан синтетаза (потребна за синтеза на trp ). (Види Бекер 23-1.) Кога се потребни овие ензими?

1. Гликолитични ензими -- секогаш е потребно

2. Бета-галактозидаза -- потребно е само ако е лактоза присутни (и треба да се разложи) нивото на ензимот треба да биде ниско додека лактозата не се додаде на медиум.

3. TS (trp синтетаза) -- потребно е само ако trp ниска или отсутен (тогаш trp мора да се синтетизира за да се направат протеини) - нивото на ензимот треба да биде високо додека trp не се додаде на медиумот.

Б. Феноменот -- Дали ензимите (како оние погоре) всушност се создаваат само кога се потребни? Графиконите на материјалот 15А покажуваат што се случува со нивото на соодветниот ензим ако ја додадете или одземете соодветната мала молекула, имено лактоза (lac) или триптофан (trp).

1. Пример за индукција -- Лактоза (мала молекула) = индуктор = сигнал за вртење на синтеза на соодветен ензим синтезата на бета-галактозидаза (ензим) се нарекува индуцирачки феномен е познат како индукција. (Види исто така Purves 13.13)

2. Пример за репресија -- триптофан (мала молекула) = корепресор = сигнал за вртење исклучен синтеза на соодветен ензим синтеза на trp синтетаза (ензим) се нарекува репресибилна појава е позната како репресија.

3. Конститутивна синтеза -- Синтезата на некои протеини, како што се ензимите за гликолиза, се нарекува конститутивна = синтезата на ензимите е „цитатна“ во секое време.

В. Резиме на терминологијата -- видете ја табелата во средината на материјалот 15А

Регулативата е покриена во множеството проблеми 12. За да го прегледате материјалот во деловите А-Ц, видете задача 12-1, делови А и засилувач Б.

D. Споредба на репресијата со повратни информации. Зошто ви се потребни двата вида регулација? Фактори кои треба да се земат предвид:

  • Брзина (инхибицијата е побрза)
  • Кои ензими се засегнати (први во патеката во f.b. инхибиција наспроти сите ензими на патеката во репресија)
  • Што се менува -- ензимска активност (инхибиција) наспроти синтеза на ензими или ген активност (репресија)

Генерално, имајте груба контрола (репресија/индукција) наспроти фина контрола (инхибиција/активирање). Видете графикон и слика на долната половина од материјалот 15А. Видете исто така Purves 13.14. Забелешка: ензимското активирање и индукција може да се споредат на сличен начин -- Активирањето ја зголемува ензимската активност додека индукцијата ја вклучува синтезата на ензимот

По го сфативте механизмот на репресија и сакате да ги прегледате разликите помеѓу репресијата и инхибицијата на повратните информации, обидете се со проблемот 12-2, пр. дел Д и 12Р-4. (Обезбедете да сфатите потиснување пред да ги испробате овие проблеми -- прво направете 12-1 C и засилување 12-2 A-B.)

III. Механизам на регулација на прокариотите (Види материјал 15Б) -- Оперони

A. Како се постигнува координативна контрола? Горна лева табла на материјал -- идеја за кластер или оперон. (Види Purves 13.16 или Бекер сл. 23-3.)

1. Гените регулирани заедно се поврзани -- гените кои треба да се контролираат координативно (вклучени и исклучени заедно) се еден до друг на ДНК.

2. Полицистронска мРНК. Поврзаните гени се транскрибираат како единица за да се даде една единствена mRNA. Една мРНК се создава по оперон (не една мРНК по ген), бидејќи сите гени во кластерот делат единствен промотор. МРНК способна да кодира неколку пептиди (мРНК која доаѓа од неколку гени) се нарекува полицистронска (цистрон = друг термин за ген).

3. Контрола на транскрипција -- Регулативата е на ниво на транскрипција. Нивото на транслација се контролира со регулирање на синтезата на mRNA. Ова е вообичаен метод за регулирање на синтезата на протеини кај прокариотите.
Бидејќи mRNA има краток полуживот кај прокариотите, регулирањето на синтезата на mRNA го контролира нивото на стабилна состојба на mRNA. Преводот сам по себе (и деградацијата на mRNA) не се регулирани овде. (Во некои прок. случаи и многу еук. случаи, и овие се регулирани.)

4. Дефиниција за оперон = група на поврзани структурни (ензимско кодирање) гени и регулаторни места кои се транскрибираат како една единица. (Забелешка: генот за репресорскиот протеин понекогаш се смета за дел од оперонот, а понекогаш не. Обично јасно од контекст улогата на репресорската волја е дискутирана понатаму подолу.)

5. Интерпункциски знаци. Забележете дека преводот и транскрипцијата имаат различни сигнали за запирање и почеток. Транскрипцијата започнува со преводот на промоторите на почетните кодони (AUG). Кои се последиците?

а. mRNA има UTR's . Има лидери (непреведен регион на крајот од 5' пред првиот AUG или 5' UTR) и засилувачки приколки (непреведени 3' крај или 3' UTR).

б. Броеви: Бројот на започнувања на транскрипција (промотери) за порака е еден број на почеток на превод може да биде многу (еден по пептид) кај прокариотите.

в. Преведувањето на полицистронска мРНК започнува со повеќекратни почетни кодони. Рибозомот се собира на првиот AUG и започнува со превод. По завршувањето на секој пептид, рибозомот може да продолжи низ mRNA до следниот стартен кодон и да започне нов пептиден синџир. Алтернативно, рибозомот може да се одвои (и да се раздели во подединици) кога станува збор за стоп-кодон. Во тој случај, на следниот стартен кодон се формира нов рибозом и започнува со превод на следниот пептид.

Б. Како се исклучува транскрипцијата на кластерот -- горен десен панел од 15B -- Улогата на репресорот и операторот за засилувач -- оперон што е "off" (Види Becker сл. 23-4, горниот панел или Purves сл. 13.17 горен панел.)

1. Улога на операторот (О) = ДНК-локација да дејствува како дел од прекинувачот за вклучување/исклучување -- го врзува протеинот на репресорот кога репресорот е во соодветна или активна форма (правоаголник на материјалот).

2. Улога на репресорскиот протеин = другата половина од прекинувачот за вклучување/исклучување (со O). Репресорот се врзува за операторот и спречува РНК полимеразата да се врзе за ДНК и да го транскрибира оперонот. (Пурвес сл. 13.15)

а. За секој оперон има различен репресорски протеин. Репресорот се врзува за специфична секвенца на ДНК пронајдена во соодветниот оператор.

б. Синтезата на репресорниот протеин е конститутивна -- секогаш на. Генот за репресорски ген има промотор, но нема оператор. (Состојбата на репресорскиот протеин варира, а не количината видете подолу.)

В. Како се случуваат индукцијата и репресијата -- Улогата на ефекторите

1. Репресорскиот протеин е алостеричен (има две форми) -- една што се држи до операторот и ја блокира транскрипцијата (правоаголник на материјалот) и една што не (заокружена на материјалот). Видете Бекер Сл. 23-5 (21-5).

2. Репресорот го врзува ефекторот (индуктор или корепресор). Секој протеин на репресор/регулатор е уникатен по тоа што го врзува соодветниот ко-репресор или индуктор (види подолу) како и соодветниот оператор.

3. Ефектор одредува во која форма е репресорот. Количината на присутен репресорски протеин не се менува (види погоре) во формата во која е репресорот прави промена. Ефекторот на малата молекула (индуктор или корепресор) ја менува рамнотежата помеѓу двете форми, со што се менува рамнотежата помеѓу слободниот и врзаниот репресор и вртејќи го оперонот "on" или ".".

4. Како репресорот влегува или се симнува од ДНК? Сликата на ливчето имплицира дека репресорот е или "on" или "off" на операторот. Всушност, постои рамнотежа помеѓу слободниот и врзаниот „леплив“ репресор -- „правоаголните“ молекули спонтано се вклучуваат и исклучуваат. Ефекторот ја менува таа рамнотежа, со врзување за слободниот репресор и менување на афинитетот на репресорот за операторот. Или можете да замислите дека ефекторот ги менува релативните концентрации на слободните правоаголници и кругови. (Насоката на промената зависи од тоа дали се работи за индуциран или репресибилен оперон - видете подолу.)

D. Пример за индукција -- (види среден панел од материјалот 15B или Бекер сл. 23-4 (21-4) или Пурвес 13.17). За анимација пробајте http://vcell.ndsu.nodak.edu/animations/lacOperon/index.htm. (Постојат повеќе анимации на интернет, ако некој најде некоја што особено му се допаѓа, ве молиме кажете му на д-р М. Оваа страница има повеќе анимации на биолошки процеси.) За анимација со различен наклон, обидете се http://trc.ucdavis.edu /biosci10v/bis10v/media/ch10/lac_negative.html Ова оди во некои дополнителни фини точки, но е јасно и интересно.

  • Ефекторска молекула (индуктор) која се врзува за репресорниот протеин спречува репресор од врзување за оператор -- ја намалува понудата на слободни правоаголници со нивно претворање во кругови.

  • Ефекторот (индуктор) се префрла по рамнотежата на право:

"Правоаголна форма" на реп. протеин („леплива“ форма што се врзува за O) ↔ „Образда на круг“ (форма што не се врзува за O)

  • Празен форма на репресорски протеин (без ефектор) се прилепува на операторот.

E. Конститутивни мутанти и засилувачи на плазмиди

1. Што се случува ако протеинот на репресорот е мутантен и воопшто не се врзува за ДНК? Оперонот се заглавува во позицијата „quoton“ и оперонот (и синтезата на ензими од структурните гени) станува конститутивен. Ова е пример за „негативна контрола“ -- протеинот регулатор/репресор е потребен за да се сврти оперонот исклучен. Не е важно дали оперонот е индуциран или репресибилен - истото се случува!

2. Што се случува ако операторот е избришан? Дали е исто како погоре?

Види проблем 12-3.

3 . Како ги тестирате својствата на конститутивните мутанти? Многу експерименти и проблеми вклучуваат ќелија со две копии од оперон. Како е можно ова? Бактеријата има само една молекула на ДНК (хромозом) со една копија од секој ген или оперон.

Одговор: Бактериите можат да носат мини-хромозоми наречени плазмиди кои имаат „екстра“ гени. „Екстра“ гените може да бидат дополнителни копии на гените кои се веќе во клетката. Затоа, бактеријата со плазмид може да има две копии од ген или две копии од цел оперон -- бактеријата може да има една копија на својот нормален хромозом и друга копија на плазмид. Таквата клетка се нарекува делумен диплоид (види подолу.) Двете копии не мора да бидат сосема исти -- едната може да биде нормална и едната мутантна, или и двете можат да бидат различни мутанти. На пример, да претпоставиме дека една бактерија има две копии од лактозен оперон. Да претпоставиме дека едната копија е конститутивна, а другата е индуцирана, или да претпоставиме дека и двете се конститутивни. Што треба да се случи кога ќе ги споите двата операни заедно? Дали и двете ќе бидат конститутивни? И двете индуктивни?

4. Употреба на мутанти. Студијата за својствата на конститутивните мутанти беше како индукцијата/репресијата ја сфатија Џејкоб и Монод, кои ја добија Нобеловата награда во 1965 година за нивната работа. Сега можете да го пробате и на друг начин -- можете да го искористите вашето знаење за функцијата на оперон за да ги предвидите својствата на мутантите, и поединечно и во комбинација. Види погл. 12 од книгата за проблеми.

5. Терминологија

а. Хаплоиден = Клетка (или организам) со по една копија од секој хромозом. Затоа по една копија од секој ген. Пример: бактерии.

б. Диплоидна = Клетка (или организам) со две копии од секој хромозом (обично по една копија од секој родител). Затоа 2 копии од секој ген. Пример: цицачи.

в. Делумен диплоиден = Клетка (или организам) која во основа е хаплоидна, но има две копии од неколку гени. „Втората копија“ од неколкуте гени обично се наоѓа на плазмид. Затоа, парцијалниот диплоид има една копија од повеќето гени, но две копии од гените на плазмидот -- една копија на плазмидот и една на хромозомот. (Видете подолу и/или следниот пат како да добиете бактерија со плазмид.)

За да научите како да ги разликувате типовите на конститутивни мутанти, видете ги проблемите 12-4 & засилувач 12-8 & засилувач Бекер табела 23-2 (21-2).

F. Индукција наспроти репресија

  • Ефекторска молекула (ко-репресор) која се врзува за репресорниот протеин промовира врзување на репресорот за операторот -- ја зголемува понудата на слободни правоаголници со претворање на круговите во правоаголници.

  • Ефекторот (ко-репресорот) се префрла по рамнотежата до лево:

"Правоаголна форма" на реп. протеин („леплива форма што се врзува за O)

  • Полна форма на репресорски протеин (= комплекс ефектор-протеин) се прилепува на операторот.

2. Како ова се споредува со индуктивен оперон? Споредете го &засилете го контрастот со D погоре.

Може да помогне да направите табела за себе споредувајќи ја индукциската и засилувачката репресија. Некои прашања што треба да се разгледаат:
(1) Која форма, празна или полна, се држи до ДНК?
(2) Кога се прави протеинот, дали е леплив?
(3) Како (во која насока) ефекторот ја менува рамнотежата помеѓу лепливи и нелепливи форми?

3. Потсетување: Репресорскиот протеин на секој оперон е единствен и се врзува само за соодветниот оператор (& ефектор). Важно е да се запамети дека не сите правоаголници (или кругови) се исти. Секој уникатен репресорски протеин е алостеричен и има 2 форми -- "леплив" и "". Сепак, секој репресорски протеин е различен. Единственото нешто што е заедничко за сите „правоаголници“ е тоа што сите тие се држат до нивните соодветни оператори.

За да прегледате како функционираат операните, направете задачи 12-1 и 12-2 А-Б. За да ги споредите репресијата и индукцијата, направете 12-2 C и 12-7.

G. Силни и засилени слаби промотери -- сите промотори се не исто.

1. Сите промотери се слични по структура и функција -- сите P треба да можат да ја врзат РНК полимеразата и да служат како сигнали за да започне транскрипцијата.

2. П може да бидат силни или слаби

а. Слаб промотор --> малку врзување на RNA полимераза --> ниски нивоа на транскрипција --> ниски нивоа на соодветниот протеин.

б. Силен промотор --> многу врзување на RNA pol --> високи нивоа на транскрипција --> високи нивоа на соодветниот протеин.

в. Зошто јачината на промоторот е важна? Јачината на промоторот одредува колку mRNA може да се направи. Вистинската количина на mRNA направена во секое време зависи и од јачината на промоторот и од степенот на репресија или индукција.

3. Пример за силни наспроти слаби промотери: P на lac оперон наспроти P на lac репресорен ген

а. Промоторот на лак-оперонот е силен. P на lac оперон = P за структурните гени го контролира производството на полицистрони mRNA --> ензими за метаболизмот на лактоза. Бидејќи овој P е силен, создавате многу mRNA и многу соодветни ензими.

б. Промоторот на lac репресорниот ген е слаб.
P на lac репресорот = P за генот R го контролира производството на mRNA за lac репресорот --> lac репресорниот протеин. Бидејќи овој P е слаб, вие создавате само малку од mRNA и релативно малку од репресорниот протеин.

в. Зошто ова има смисла? Ви требаат многу метаболички ензими (ако растете на лактоза како извор на јаглерод и енергија), но релативно малку молекули (или 100) репресорски протеин.

4. Забележете ја разликата помеѓу улогите на O (оператор) и P (промотор). P одредува кое е максималното ниво на транскрипција O (плус Репресор) одредува колкав процент од максимумот навистина е постигнат (по култура, не по клетка).

а. О (со врзување за репресорот) одредува до кој степен оперонот е "on" -- дали оперон работи со полн гас или е само делумно вклучен (или целосно исклучен)? Опероните обично ги опишувавме како "off" или "." Опероните може делумно да се вклучат ако има средно ниво на корепресор или индуктор, така што дел од репресорскиот протеин е во форма на "правоаголник", а дел е во форма "круг".

Забелешка: една молекула на репресорот (во форма на "правоаголник") не е доволна за да се исклучи еден оперон. Мора да има повеќе од една молекула на репресорски протеин по оперон за да бидеме сигурни дека секој оператор е секогаш окупиран со молекула на репресорски протеин.

б. P го одредува максималното ниво на транскрипција = ниво кога операнот е целосно "on" и работи со полн гас.

H. Регулатива воопшто. Ова нема да се дискутира во детали на часовите, но е вклучено овде како резиме и да ви помогне да ја добиете големата слика. Детално ќе се дискутира следниот термин кога ќе дојдеме до регулирање на синтезата на еукариотските протеини.

1. Сите модели на регулација се засноваат на знаење за оперони . Зошто? Бидејќи операните беа првите системи за регулирање на синтезата на протеините што беа разбрани.

2. Карактеристики на оперони кои треба да се земат предвид

а. Контрола на транскрипција . Нивото на синтеза на протеини се контролира со контролирање на нивото на транскрипција на генот кој го кодира протеинот. Производството на mRNA е единствениот чекор што се регулира. Не постои директна контрола на транслацијата - нема контрола на употребата или деградацијата на mRNA.

б. Прекинувач со 2 дела. Има прекинувач (контролирачка транскрипција) со два дела - ДНК секвенца или место (операторот) и алостеричен протеин (репресор) за да се врзат за местото.

в. Негативна контрола. Регулаторниот систем е „негативен“ -- што значи дека протеинот (репресорот) мора да функционира правилно за да ја претвори транскрипцијата на системот исклучен. Ако протеинот на репресорот недостасува или не работи, транскрипцијата е заглавена во позицијата "on".

г. Координативна контрола . Гените кои кодираат протеини со сродна функција се контролираат заедно -- нивото на синтеза на соодветните протеини е координирано. Кај опероните, ова се прави со групирање на сите вклучени (структурни) гени -- гените се еден до друг на ДНК и се контролирани од еден промотор --> единечна поли-цистронска mRNA.

3. Дали овие карактеристики се универзални? Дали регулирањето на синтезата на протеините секогаш функционира на ист начин? Е она за што е вистина Ешерихија коли вистина за слонот? (Монод сакаше да мисли така.)

а. Транскрипциската контрола е честа појава. Тоа е примарен начин, но не и единствен начин за регулирање на синтезата на протеините.

б. Дводелни прекинувачи, кои се состојат од протеин и ДНК место се многу, многу чести. Ситуацијата е често посложена од онаа опишана погоре, особено кај еукариотите. Често има повеќе места и/или повеќе регулаторни протеини (кои можат да комуницираат едни со други, како и со ДНК) кои можат да влијаат на транскрипцијата на одреден ген. Деталите ќе се дискутираат следниот период.

в. Негативната контрола не е универзална. Многу е честа кај прокариотите. Позитивната контрола (каде што е потребен протеин за да се вклучи генот) е почеста кај повеќеклеточните еукариоти.

г. Координативната контрола е вообичаена, но механизмот е различен кај различни организми. Гените со поврзана функција генерално се групирани во прокариоти и споделуваат заеднички „прекинувач за quote (P, O итн.)." Гените кои кодираат повеќе ензими од истата патека генерално НЕ се групирани во еукариотите. Со оглед на тоа што секој ген во множеството се наоѓа на различно место, секој ген има свој „клучен прекинувач“.

IV. Како се пренесува бактериската ДНК?

А. Вовед во клеточната делба -- Како 1 клетка создава 2?

1. Како ја удвојувате содржината на ќелијата? Размислете за централната догма -- опфативме се -- како да се удвојат ДНК, РНК и протеините и како да се регулира синтезата на протеините. Штом ќе го удвоите протеинот (ензимите), тоа овозможува удвојување на сè друго, како јаглехидрати, липиди итн. Како да добиете 2 клетки од 1?

2. Зошто дистрибуцијата на ДНК е критично прашање -- Правењето две ќелии од една се сведува на „кога ќе се удвои програмата, како се дистрибуираат двете копии на ќерките? и проблем со јајцето, мора да има некои во секоја ќерка ќелија. (Потребни се некои рибозоми, РНК полимераза итн. во секоја клетка. Но, сè додека имате некои и генетскиот материјал, секогаш можете да направите повеќе рибозоми, ензими итн.)

Б. Како го прават тоа прокариотите? бинарна фисија - редовна сегрегација на кружниот хромозом прикачен на мембраната

1. Како изгледа ДНК (генетска информација) на бактерија? Секоја бактерија има една, кружна, двоверижна молекула на ДНК = хромозом хромозомот е прикачен на клеточната мембрана.

2. Како се дистрибуира Хромозомската ДНК.

а. За почеток, имате една клетка со еден двоврзан ДНК круг прикачен на мембраната.

б. ДНК се реплицира со двојна репликација на ДНК (две вилушки почнуваат од едно потекло) --> два двојни кругови, и двете прикачени на мембраната. (Види Бекер сл. 19-5 (17-5))

в. Круговите се распаѓаат додека мембраната се поставува помеѓу точките на прицврстување на ДНК на мембраната --> два круга туркани на спротивните краеви на клетката. (Постои и активен процес, освен растот на мембраната, кој ги раздвојува двете почетоци на репликацијата на ДНК. Ова неодамна беше откриено.)

г. За крај, треба само да поставите мембрана (и ѕид) помеѓу двете половини на клетката, секоја содржи по еден круг (= целосен двоверижен хромозом). Ова → 2 комплетни ќелии.

д. Забележете дека ова не е митоза ИЛИ мејоза тоа е различен процес (бинарна фисија). Митозата и мејозата се јавуваат само кај еукариотите за кои ќе се дискутира подоцна.

ѓ. Како ќе се спореди генетскиот материјал во двете ќерки ќерки? Ако нема мутации ќе биде исто, и сите потомци ќе бидат идентични. Сите потомци произведени на овој начин (со бесполово размножување на еден основач) се нарекуваат клон. (Не е важно дали "основачот" е клетка, молекула или организам.) Дали постои некој начин (освен мутација) да се добијат нови комбинации на гени? Да се ​​мешаат гени од одделни клонови? За тоа е потребен бактериски секс.

Следен пат: Како бактериите и вирусите имаат секс? Како се анализираат резултатите од бактериски и вирусни вкрстувања (т.е. пол) со комплементација и рекомбинација? (Ќе има прирачник за сите детали.)

Авторски права 2006 Дебора Мовшовиц и Лоренс Чесин Одделот за биолошки науки Универзитетот Колумбија во Њујорк, Њујорк.


Проширената кардиомиопатија мутантите на миозин имаат намален капацитет за генерирање сила

Дилатираната кардиомиопатија (DCM) и хипертрофичната кардиомиопатија (HCM) може да предизвикаат аритмии, срцева слабост и срцева смрт. Овде, ние функционално ги карактеризиравме моторните домени на пет мутации што предизвикуваат DCM во човечкиот β-срцев миозин. Кинетичките анализи на поединечните настани во циклусот АТПаза открија дека секоја мутација менува различни чекори во овој циклус. На пример, различни мутации дадоа зголемени или намалени константи на брзина на врзување на АТП, АТП хидролиза или ослободување на АДП или покажаа изменет афинитет на АТП, АДП или актин. Доминираа локални ефекти, ниту една заедничка шема не го опфаќаше сличниот мутантен фенотип и немаше посебен сет на промени што ги разликуваат мутациите на DCM од претходно анализираните мутации на HCM миозин. Тоа, рече, користењето на нашите податоци за моделирање на целосниот циклус на контракција на ATPase откри дополнителни критични сознанија. Четири од мутациите на DCM го намалија односот на должност (делот на циклусот на ATP-аза кога миозин силно го врзува актинот) поради намаленото зафаќање на комплексот A·M·D кој држи сила во стабилна состојба. Под оптоварување, состојбата A·M·D се предвидува да се зголеми поради намалената константа на брзината за ослободување на ADP, и овој ефект беше заматен за сите пет DCM мутации. Ги забележавме спротивните ефекти за две HCM мутации, имено R403Q и R453C. Покрај тоа, анализата предвиде поекономична употреба на ATP од страна на мутантите DCM отколку од WT и HCM мутантите. Нашите наоди покажуваат дека мутантите на DCM имаат дефицит во генерирање сила и капацитет за задржување сила поради намалената зафатеност на состојбата на задржување сила.

Клучни зборови: актин и миозин АТПаза срцев мускул срцев миозин кардиомиопатија компјутерско моделирање дилатирана кардиомиопатија должност сооднос срцева болест човечка кардиомиопатија хипертрофична кардиомиопатија кинетичко моделирање кинетика механотрансдукција молекуларен мотор.

Изјава за конфликт на интереси

J. A. S. е основач и поседува акции во MyoKardia, Inc. L. A. L. е основач, поседува акции во, и има спонзориран договор за истражување со MyoKardia, Inc.


Генетско определување на деградација на октопин

П.М. КЛАПВИЈК, Р.А. SCHILPEROORT, во Молекуларна биологија на растителни тумори, 1982 година

II ОКТОПИНА И ФОРМИРАЊЕ НА ТУМОР

Групата Морел во Франција откри дека постои извонредна врска помеѓу бактеријата што предизвикува тумор и содржината на опин во добиената жолчка на круната: соевите кои поттикнуваат синтеза на октопин се способни да го разградат октопинот и да го користат како извор на азот, додека нопалинот индукторите се способни да се разградуваат и да користат нопалин (Petit et al., 1970 Липинкот et al., 1973). Се сметаше дека два исклучителни соеви ги разградуваат и октопинот и нопалинот, но подоцна стана јасно дека тоа се должи на контаминација (Петит и Темпе, 1978). Позитивната корелација помеѓу деградативниот капацитет на сојот и синтезата на опин специфична за сојот лесно ги наведе Морел и неговите соработници до идејата дека трансферот на ген може да се случи за време на индукција на тумор. Под услов, како во мекотел Максималниот пект (Van Thoai и Robin, 1961) синтезата и разградувањето на октопин може да се изврши со еден ензим, можеше да се замисли дека бактериските гени кои го кодираат овој ензим се префрлени во растителната клетка. Во фабриката, реакцијата ќе биде вратена во синтеза како функција на локалната хемиска средина. Ова сочинуваше едноставна хипотеза, која може да се тестира со генетски експерименти (Petit et al., 1970 Морел, 1971).

Еден начин да се изврши ова тестирање беше да се изолираат бактериски мутанти кои не можат да го разградат октопинот. * Доколку таквите мутанти би индуцирале тумори без синтеза на октопин, тоа би покажало дека гените одговорни за разградување на октопин во бактеријата се исти како гените кои ја контролираат синтезата на октопин во туморот. Мутанти кои не можат да користат октопин се добиени на различни начини. Прво, на директен начин со изолација на мутантни клонови кои не можат значително да растат со октопин како единствен извор на азот или како извор на аргинин (Klapwijk et al., 1976 Монтоја et al., 1977). Второ, со избор на клонови отпорни на хомооктопин (Petit and Tempé, 1978 Klapwijk et al., 1978). Хомооктопин [Н 2 -(d-1-карбоксиетил)-l-хомоаргинин Сл. 1] е како структурен аналог на октопин, кој е токсичен за култури на A. tumefaciens со индуцирано или конститутивно ниво на ензими кои разградуваат октопин. Овој токсичен ефект веројатно произлегува од производството на хомоаргинин. Затоа, кога популација на бактерии е изложена на хомооктопин, само оние клетки на кои им недостасува еден или двата ензими кои се вклучени во деградацијата на октопинот - пермеаза и оксидаза - ќе останат незасегнати и ќе преживеат. Десетици мутанти се пронајдени од овие различни процедури. Тие делеле еден имот: кога предизвикале жолчни жолчки, овие тумори содржеле октопин ( Klapwijk et al., 1976, 1978 Монтоја et al., 1977 Петит et al., 1978б). Иако не ја побива хипотезата за трансфер на ген, ова откритие очигледно дава докази дека гените кои ја контролираат синтезата на октопин во растителниот тумор и гените за бактериска деградација на октопин се различни и не кодираат за истиот ензим. Оваа разлика е во согласност со биохемиските податоци. Деградацијата на октопинот се изведува со мембрана и поврзана со цитохром оксидаза, додека неговата синтеза се врши од ензим на цитосол зависен од NADPH (Jubier, 1975 Bomhoff, 1974 Lejeune, 1973 Hack and Kemp, 1977 et al., 1977 ).

Како што ќе биде разгледано поопширно подолу, гените кои го контролираат метаболизмот на октопин и нопалин се наоѓаат на Ti плазмидите кои се присутни во сите вирулентни A. tumefaciens соеви. Податоците од мапирањето кои се моментално достапни за плазмидите на октопин и нопалин Ти, исто така, укажуваат на физичка поделба на гените што ја контролираат деградацијата и гените што ја контролираат синтезата (Kokman et al., 1979 Шел, 1978). Конечно, два исклучителни мутантни соеви се изолирани кои индуцирале тумори без октопин (Klapwijk et al., 1978). Ова не беше во спротивност со резултатите дискутирани погоре, бидејќи може да се докаже дека овие соеви носат Ti плазмиди кои претрпеле големи бришења што резултирале со губење на синтезата, како и гени за деградација (Kokman et al., 1979 ).

Генетските и биохемиските докази добиени во неколку лаборатории доведоа до три заклучоци: (1) Хипотезата за трансфер на гени за туморигенезата на жолчката на круната не може да се потврди директно со генетскиот пристап со користење на октопинската врска. (2) Способноста на бактериите да ги разградува опините не игра суштинска улога во формирањето на тумор на жолчката на круната. (3) Синтезата на опините во туморското ткиво не е услов за раст на туморот (види ги и другите поглавја од овој трактат).



Коментари:

  1. Gujinn

    Да, сè може да биде

  2. Brennon

    I think this is the brilliant idea

  3. Fraomar

    Релевантни. Можете ли да ми кажете каде можам да најдам повеќе информации за ова прашање?

  4. Vim

    Според мое мислење, вие не сте во право. Можам да ја одбранам позицијата.

  5. Picford

    Ја посетила едноставно брилијантна мисла

  6. Gular

    Според мене не си во право. Ајде да разговараме за ова.



Напишете порака