24. Трансдукция

Явление трансдукции было исследовано в 1952 г. Н. Циндером и Дж. Ледербергом. Суть его состоит в способности некоторых вирусов переносить кусочки хромосом от одних клеток бактерий к другим и тем самым передавать часть информации ДНК клетки-хозяина. Генотип клеток-акцепторов при этом меняется и приобретает сходства с генотипом бактерии-донора. Коротко о - о методике этих экспериментов. В разные части U-образной трубки, разделенные бактериальным фильтром, помещались штаммы бактерий с различающимися свойствами. При этом один из штаммов заселяется вирусом. Если в одной части трубки произошло изменение биохимических свойств штамма и стало подобным свойствам штамма из другой части, то можно предположить, что это изменение произошло вследствие переноса наследственной информации вирусами - трансдукции. С использованием явления трансдукции удалось перенести ген lac+, контролирующий способность кишечной палочки сбраживать сахар лактозу, части бактерий штамма lac-, не способных к этому. В другом эксперименте от одного штамма бактерии мышиного тифа (Salmonella typhimurium) другому штамму через посредство вируса удалось передать ген Т+, контролирующий способность бактерии к синтезу аминокислоты триптофана. Таким образом, к 1953 г. накопилось уже немало данных, указывающих на значение ДНК в наследовании признаков. Однако решающее значение в познании роли ДНК сыграли работы Уотсона и Крика, которые мы рассмотрим в следующей лекции.

23. Нукл-е кислоты - наследственный материал вирусов

Другим объектом экспериментов генетиков стали вирусы. Вирусы представляют собой молекулу ДНК (у некоторых и РНК), окруженную белковой оболочкой. Прикрепляясь к поверхности бактерии, вирус впрыскивает в ее клетку свою ДНК. Белковая оболочка (или, как ее называют, тень) остается на поверхности. Вирусы, использующие в качестве хозяина бактерии, именуют бактериофаги, или просто фаги. В 1952 г. Альфред Херши и Марта Чейз провели эксперименты с фагом Т2, размножающимся внутри кишечной палочки Escherichia coli. Как известно, многие белки содержат серу (она входит в состав аминокислот метионина и цистенина), но не содержат фосфор; наоборот, важным компоненотом нуклеиновых кислот является фосфор, сера в них отсутствует. Херши и Чейз пометили белок фага радиоактивной изотопом 35S, а ДНК - изотопом 32P, для чего их размножали на бактериях, культивируемых на средах с радиоизотопами. После инфицирования штаммов бактерий фагами, одни из которых содержали изотоп 35S, а другие - изотоп 32P культуры бактерий поместили на магнитную мешалку. Оказалось, что радиоактивная сера легко отделяется от бактериальных клеток, зато радиоактивный фосфор - нет. Очевидно, заключили ученые, что фосфор в составе ДНК фага проник внутрь бактериальной клетки, а сера (а составе белка тени) осталась снаружи. Общий вывод таков: для образования копий фага внутри бактерии существенную роль играет только ДНК первого, но отнюдь не его белок. Убедительные данные, свидетельствующие о роли нуклеиновых кислот в передаче наследственной информации вирусов, были получены в экспериментах по реконструкции вирусов. Встряхивание суспензии штамма вируса табачной мозаики (ВТМ) в водном растворе фенола удается отделить РНК ВТМ от его белка. Разные штаммы ВТМ имеют неодинаковый аминокислотный состав оболочки. В специальных условиях удается получать форму вируса, у которой РНК стандартного штамма окружается белковой оболочкой, соответствующей аминокислотному составу другой штамма. Когда таким штаммом заражали растения, то потомство гибридных вирусов по аминокислотному составу соответствовало того штамма, который был взят в качестве поставщика РНК. Роль РНК ВТМ была подтверждена и в экспериментах Френкель-Конрада. Он доказал, что втирание РНК в листья приводит к образованию новых вирусов в клетках растения, втирание белка вируса в листья подобного результата не дает никогда.