Цистрон

Згідно класичним уявленням ген позначає одиницю генетичного матеріалу, яка передається від батьків потомству і може бути виявлена по її здатності мутувати в різні стани, рекомбинировать з такими ж одиницями і функціонувати, тобто визначати той чи інший фенотип організму.

Такі уявлення про гені проіснували аж до середини 50-х рр. XX ст., До тих пір, поки не була вивчена структура гена. Експерименти С. Бензера показали, що класичного гена не існує, оскільки одиницею мутації і рекомбінації може служити одна пара нуклеотидів в ДНК. Залишався відкритим питання про одиницю функції, і необхідно було з’ясувати, чи зраджує мутація гена його функцію як єдиного цілого. Для з’ясування цього питання треба було знайти метод, що дозволяє визначати мутації в різних функціональних одиницях.

Щоб визначити, чи належать обидві мутації до одного або різних генам, С. Бензер застосував цис-транс-тест, або тест на компліментарність. Тест на компліментарність грунтується на тому, що при зараженні штаму Е. coli двома бактеріофагами – мутантом (нездатним рости на газоні штаму К) і диким фагом – обидва штами розвиваються нормально. Значить, нормальний ген дикого типу здатний забезпечивши функцію, необхідну для розмноження на штамі не тільки дикого фага, а й rll-мутанта.

Було відмічено, що в деяких випадках не тільки дикий штам фага сприяє зростанню мутанта на Е. coli, але і два мутанта можуть допомагати один одному рости на цьому штамі, на якому жоден з них поодинці не здатний розмножуватися. Для виділення таких комплементарних пар мутантів клітини штаму К заражаються одночасно двома rll-мутантами, щоб з’ясувати, чи зможуть вони при спільному посіві допомагати один одному і давати потомство. Якщо два мутанта здатні до такого спільного розмноженню, то можна вважати, що обидві мутації комплементарні і локалізовані в різних функціональних ділянках фагового генома. Якщо ж два мутанта некомплементарни, значить, вони торкнулися одну і ту ж функціональну частину генома. Нездатність одного мутанта рости на штамі До свідчить про те, що він не може здійснювати якусь певну функцію або синтезувати будь-якої білок, необхідний для розмноження фага в клітці. На відміну від першого у другого комплементарного мутанта мутація зачіпає іншу функцію. Значить, два таких мутанта можуть розмножуватися при спільному посіві.

При поєднанні двох мутантних геномів в одній бактеріальної клітці в ній будуть здійснюватися всі реакції, необхідні для розмноження, так як функції, які здійснюються одним мутантом, будуть використані іншим.

За допомогою тесту на компліментарність С. Бензер показав, що мутанти rll поділяються на два класи Л і В. Всі мутанти класу комплементарні будь-якому мутанту іншого класу і не комплементарні мутантів того класу, до якого вони самі належать. Наявність двох класів мутантів свідчить про існування двох функціональних одиниць в межах області rll генома фага Т4. Кожна функціональна одиниця пов’язана, по-видимому, з синтезом специфічного поліпептиду, необхідного для зростання на штамі К. Генетичну одиницю функції, виявлену за допомогою цис-транс-тесту, С. Бензер назвав цистрон. Терміни «ген» і «цистрон» слід вживати як синоніми.

Шляхом рекомбінаційного аналізу можна обчислити довжину цистрон А і В у області rll фага Т4. Виявилося, що відстань між найбільш віддаленими точками цистрона А дорівнює приблизно п’яти одиницям карти, а відповідне відстань для цистрона В – трьом одиницям карти. Таким чином, загальна довжина області rll дорівнює 8% рекомбінації. Виходячи із загальної довжини карти фага Т4 (загальна довжина карти дорівнює 1500 одиницям рекомбінації, 2 – 105 парам нуклеотидів), можна розрахувати, що цистрон А становить (5/1500) – 2 х 105 = 700, а цистрон В – (3/1500 ) – 2 х 105 = 400 пар нуклеотидів.

...
ПОДІЛИТИСЯ:

Дивіться також:
Спадковість і середовище