Предельная разрешающая способностьрекомбинационного анализа

Мутации rII дают возможность оценить предельную разрешающую способность рекомбинационного анализа. Как уже упоминалось выше, посев фага на Е. coli К (λ) дает возможность выявить единственный рекомбинант дикого типа rII⁺ из 10⁶ rII-фаговых частиц. Следовательно, в соответствии с уравнением (6.1) теоретически минимальное расстояние между двумя соседними различимыми мутациями rII должно составлять 0,0002 (2·10²/10⁶ = 2· 10 ^--4). Однако минимальное наблюдаемое на карте расстояние между соседними rII-мутациями составляет около 0,02 единиц (см. рис. 6.4). Меньшие расстояния не обнаружены, несмотря на высокую чувствительность системы. Эта оценка минимально возможного наблюдаемого расстояния между мутациями на карте хорошо соответствует получаемой из предположения, что минимальной единицей рекомбинации служит пара нуклеотидов. Хромосома фага Т4 содержит 1,8·10⁵ нуклеотидных пар и имеет длину 1500 единиц. Таким образом, величина 0,02 единицы соответствует приблизительно двум парам нуклеотидов. Поскольку это лишь грубая оценка, то естественно предположить, что к рекомбинации способны мутации, локализованные в соседних парах нуклеотидов. Это было убедительно подтверждено при исследовании карты тонкой структуры гена trpA. Следовательно, точечные мутации, не дающие при скрещивании рекомбинантов дикого типа, вернее всего представляют собой независимые изменения одной и той же пары нуклеотидов.

Уточнение генетической терминологии

Анализ тонкой структуры области rII позволяет дать строгие определения различным понятиям, ранее объединявшимся широким термином ген. Как уже говорилось выше, единица генетической функции была названа Бензером цистроном и определена с помощью циc-транс-теста; цистрон - это синоним гена. Единица генетической изменчивости, кото-

Рис. 6.12. Карта тонкой структуры области rII, построенная изображенным на предыдущем рисунке способом. Каждый белый квадратик соответствует независимой спонтанной мутации. Упорядочение последовательности мутаций внутри каждого из 47 участков основано на дальнейших скрещиваниях между этими мутантами. Отчетливо видны две главные «горячие точки» спонтанного мутирования. Каждый серый квадратик соответствует мутации, полученной под действием азотистой кислоты, а каждый цветной квадратик - мутация, индуцированная 5-бромурацилом. [Benzer S. (1961). Proc. Natl. Acad. Sci., USA, 47, 403.]

176 Организация и передача генетического материала

рую Бензер назвал мутоном, - это минимальная единица цистрона, способная мутировать; мутон строго тождествен одной паре нуклеотидов в ДНК. Единица генетической рекомбинации, которую Бензер назвал реконом, также представляет собой пару нуклеотидов.

Теперь можно более точно определить также термин аллель. В каждой точке ДНК гена возможны четыре истинных аллеля AT, TA, GC, CG. Эти аллели никогда не рекомбинируют друг с другом (один из них можно принять в качестве дикого типа). Если внутри гена мутацией затрагиваются различные нуклеотидные пары, то две формы гена называются гетероаллелями (или псевдоаллелями). Гетероаллели могут рекомбинировать друг с другом, образуя новые рекомбинантные аллели (в том числе аллель, который может быть определен как дикий тип). Гетероаллели можно отличить друг от друга посредством рекомбинационного анализа. Однако комплементационный анализ, различающий лишь функциональные единицы, как правило, не дифференцирует гетероаллели и истинные аллели. Общее число истинных аллелей и гетероаллелей, возможное для данного гена, является функцией величины этого гена: если число пар нуклеотидов, составляющих ген, равно п, то число аллелей 4ⁿ.