25.Структура и функции гена.

В настоящее время ген определяют как структурную единицу генетической инфы, далее неделимую в функциональном отношении. Ген представлен уч. мол ДНК (реже РНК).

В начале прошлого века Морган изучая ген, сформулировал 4 критерия неделимости гена:

1) ген – структурно неделимая структура;

2) ген – мутационно неделимая структура;

3) ген – есть рекомбинационно неделимая ед., ген м. уч. в кроссинговере только целиком;

4) ген – функционально неделимая ед.

Серебровский и его молодые сотрудники доказали протяженность и сложную стру-ру гена в работах по исследованию ступенчатого аллеломорфизма. Явление это было открыто при изучении локуса sc – ac (scute-achaete), кот. контрол. разв. щетинок у дрозофилы. Его мутации приводят к редукции щетинок, а также к нек. доп. фенотипическим эффектам. Разные мутантные аллели приводят к различающимся изменения фенотипа. На основе исследование ступенчатого аллеломорфизма удалось построить линейный план гена sc – ac. Кроме того, Дубининым был сделан вывод о том, что ген sc – ac состоит из > мелких элементов – центров. Предполагалось, что в случае мутирования изменяется не весь ген, а лишь нек. его центры. С начала 40 гг. нашего века нач. публиковаться А по проблеме т.н. «псевдоаллелизма». В работах с дрозофилой были получены примеры рекомбинации мутаций, кот. в соответствии с функциональным тестом д.б. считаться аллельными. «Псевдоаллелизм» – противоречия м/у рекомбинационным и функциональным критериями аллелизма. Рекомбинационный – если мутации не рекомбинируют, то они аллельны, т.е. затраг-ют 1 и тот же ген.

Функциональный осн. на скрещивании мутантов и выяснении, нарушают ли мутации 1 и ту же функцию / разные функции. Применим только к рецессивным мутациям. Это начало критики теории Моргана. Действительно ли ген неделим? В 1941 г. было установлено, что явл. функцией гена. Сформулировали принцип: «1 ген – 1Ф». Споры cracca облучали УФ и высевали на ПА, смотрели ауксатрофных мутантов по какой-нибудь кислоте (пантотеновой - витаминка). Получили премию за то, что связали это с функцией гена (тогда еще не знали, что такое ген). В итоге 1 ген – 1 ПП, это единственное, что осталось верным от Моргана (ген - функц. неделимая ед.). Ф, уч. в синтезе пантотеновой к-ты выключается мутацией и мутант м. расти только в среде, содержащей эту кислоту.

Опровержение теории Моргана:

• наименьшая ед. рекомбинации – пара нуклеотидов;

• наименьшая ед. мутации – пара нуклеотидов.

Бензер работал с мутациями в локусе rII (быстрый лизис) б/фага Т4 E. coli → > крупные стерильные бляшки по ср. с фагом дикого типа. Мутации rII изм. структуру нек. М Б в инфицированных клетках бактерий. Особенностью этих мутантов явл. еще и то, что они вообще не м. размножаться в кл. штамма E. coli K-12, лизогенного по фагу λ.

Эти взаимоотношения мутантов rII со штаммами E. coli создают возможность:

1) выращивать только ревертанты и рекомбинанты r+ на штамме E. coli K-12 (λ);

2) одновременно исследовать мутанты rII и фаги дикого типа – r+ на штамме E. coli B.

Штамм E. coli	Генотип Т4
	Дикий тип	rII
В	Мелкие бляшки	Крупные бляшки
К-12 (λ)	Мелкие бляшки	Нету бляшек

При заражении б. кл. 2мя фаговыми частицами, м/у их геномами возникают функциональные отношения, как м/у гомолог. хр-ми диплоида. При этом обнаруж. доминир. признаков нормального фага, выраж. в обр. мелких стерильных пятен как на штамме В, так и на К-12. Суть: он получил > 3000 мутантов rII и осущ. скрещивание б/фагов м/у собой. Заражал одновременно 2 мутантами бактерий. В итоге нек. б/фаги становились дикими, в рез-те рекомбинации мутантных форм. Частота рекомбинации = (2*кол-во дикого типа / кол-во фаговых колоний)*100%.

Было доказано, что отд. мутации гена м. рекомбинировать. Внутри гена возможно множество мутаций. Ген явл. мутационно делимой единицей.