Открытие мобильных элементов у прокариот и их иерархия
Открытие мобильных элементов у прокариот и их иерархия - раздел История, ВЕК ГЕНЕТИКИ: ЭВОЛЮЦИЯ ИДЕЙ И ПОНЯТИЙ
Мутации, Вызванные Появлением Мобильных Элементов, Были Найде...
Мутации, вызванные появлением мобильных элементов, были найдены у микроорганизмов случайно. Обычно для большинства спонтанных мутаций удается найти мутацию в другом гене (супрессор), подавляющую первую, так что восстанавливается нормальный фенотип. Но были обнаружены такие спонтанные мутации в галактозном опероне, которые выключают, инактивируют все гены, входящие в оперон, и в то жевремя неспособны супрессироваться, хотя сами по себе дают реверсии к дикому типу. Когда затем методами молекулярной гибридизации и электронной микроскопии сопоставлялись мутантные и нормальные опероны, то у мутантов был обнаружен инсерционный сегмент ИС (Shapiro, 1969; Starlinger, Seadler, 1972, 1976).
Довольно быстро выяснилось, что существует целая серия инсерционных элементов. Все ИС-элементы имеют общие черты организации и свойства: их концы обрамлены повторенными последовательностями, в местах внедрения в хромосому образуются короткие дупликации. Размер элементов ИС2 и ИСЗ равен 1300–1400 п. н., а мини-элементы ИС8 и ИС7 имели длину 108 и 54 п. н. ИС элементы способны включаться в разные локусы в любой ориентации, частично или полностью инактивируя работу гена-хозяина. Сами ИС не кодируют внутри никаких генов, кроме одного или нескольких, необходимых для собственного передвижения. Но зато они включают знаки генетической пунктуации, промоторы и терминаторы.
Некоторые из ИС, подобно фактору Ds у кукурузы, регулярно индуцируют разрывы хромосом и делеции вблизи локуса внедрения. Последовательности ИС элементов, выделенные из разных локусов, были почти идентичны. Более того, одни и те же ИС были обнаружены у разных видов бактерий. Их число в геноме может варьировать от нескольких штук до нескольких сотен. Например, у дизентерийной бактерии Shigella dysenteriae no геному разбросано около 200 копий ИС подобных элементов.
Стало очевидно, что ИС-элементы — не пришельцы неведомо откуда, а вполне обычные элементы генома, и что существует целая иерархия мобильных элементов. Сами ИС-элементы очень часто входят в состав мобильных элементов следующего класса — транспозонов. Транспозоны на концах обрамлены повторами или ИС-сегментами, а в середине несут разные гены, не связанные непосредственно с транспозициями, например, гены устойчивости к антибиотикам. Следующий шаг в иерархии мобильных элементов — плазмиды. Это, по существу, транспозоны, которые приобретают фактор собственной репликации и поэтому способны размножаться в клетке относительно независимо от хромосомы хозяина. И, наконец, последнее звено в этой иерархии — бактериофаги, которые уже включают в свой состав гены, необходимые для белковой оболочки.
В начале 70-х годов мало кто из молекулярных генетиков понимал, что открытие ИС-элементов и транспозонов — это молекулярное подтверждение идей Б. МакКлинток. Питер Штарлингер, один из открывателей мобильных элементов бактерий, констатирует, что еще в 1972 г. его первый обзор по инсерционным мутациям привлек мало внимания. Но уже в 1976 г. на второй опубликованный обзор пришла масса запросов. А спустя еще год на симпозиуме в Колд Спринг Харборе в 1977 г. на доклады по подвижным элементам было трудно попасть в зал! (Starlinger, 1984).
Сам П. Штарлингер и его коллега Г. Сэдлер (Н. Saedler) очень быстро поняли, что они, по существу, открыли то, что было четверть века назад предсказано Б. МакКлинток. Неудивительно, что они практически оставили работу по микроорганизмам и переключились на молекулярно-генетический анализ нестабильных мутаций у кукурузы и других растений. Их целенаправленные поиски сразу же увенчались успехом (Федорофф, 1984; Saedler, Starlinger, 1991).
Голубовский М. Д.
Век генетики: эволюция идей и понятий. — СПб.: Борей Арт, 2000. — с. 262.
ISBN 5-7187-0304-3
На основе нетрадиционных подходов в истории науки проа
О полярных подходах к истории науки: диалог
По удивительному совпадению в 1975 г. были опубликованы историко-научные размышления биофизика и молекулярного биолога М. В. Волькенштейна, названные "Трактат о лженауке"
Неявное знание и его особая роль в биологии
М. Полани (1891–1976), английский философ и историк науки, в первый период своей научной деятельности успешно работавший в области физико-химии, уже в предисловии своей книги "
Концептуальные открытия
Интеллектуальное превосходство человека над животными состоит прежде всего в возможности языкового представления, мыслительного процесса, а, во-вторых, в оперировании знаками, симво
Комплекс Пигмалиона и принцип сочувствия
Понятие "личностное знание" включает в себя не только то, что каждый исследователь и специалист в своем деле знает больше, чем может словесно выразить (явное, ве
Обратное соотношение между правильностью и точностью
Диалектика соотношения точности и правильности в развитии науки — интересная философская и эпистемологическая проблема. Применительно к биологии она глубоко обсуждается в работах А
Принцип несовместимости и контраста
Для описания споров и противоречий в развитии генетики весьма продуктивны эпистемологические подходы, развитые П. Фейерабендом (1986). Проанализировав понятийную структуру и основан
Многообразие эвристик. Особенности биологии
Концепция личностного знания, принцип пролиферации гипотез и другие аспекты нетрадиционного представления о науке могут служить хорошими ориентирами для изучения истории биологии и
Синтетическая теория эволюции. Традиции и утраты
Первая теория эволюции была выдвинута за 50 лет до Ч. Дарвина в труде Ламарка "Философия зоологии" (1809). Эта идея не укрепилась в науке, но вовсе не потому, что была сла
Генетический антидарвинизм в период становления генетики
Номогенетический подход состоит в том, что существуют и требуют поиска специфические законы морфологии, организации, системы живых организмов и их преобразования в эволюции, лишь ко
Номогенетический аспект законов Менделя
Изменчивость представлялась Ч. Дарвину и его современникам неограниченной, беспорядочной, идущей во всех направлениях. Организм обладал как бы "восковой пластичностью". Пр
Неадаптативные процессы в эволюции
В статьях А. А. Любищева "Философские проблемы эволюционного учения" и "О постулатах селектогенеза" (Любищев, 1982) есть глубокое замечание о том, что, устранив
Понятие "мутация": дилемма точности и полноты
Термин "мутация" до его введения в генетику был использован в эволюционной теории палеонтологом Ваагеном в 1868 г. для обозначения смены "рядов форм" у ископаемы
Концепция "главной молекулы" и редукционизм
В 1956 г. в Институте Джонса Гопкинса в Балтиморе (США) состоялся Международный симпозиум "Химические основы наследственности". В симпозиуме участвовали около 150 ведущих
Количество ДНК в эволюции видов или С-парадокс
В рамках молекулярной и эволюционной генетики уже к началу 70-х годов были накоплены данные, которые пошатнули тезис, что ДНК хромосом ядра — стабильный и надежный хранитель наследс
Методическая революция в молекулярной генетике
Г. П. Георгиев (1989) называет возникшие в 70-х годах новые методы анализа нуклеиновых кислот методической революцией. Расшифровка первичной структуры ДНК, т. е. последовательности
К истории открытия мобильных элементов
Генезис открытия мобильных генетических элементов (МГЭ), изменивших лик современной генетики, необычайно поучителен с точки зрения судьбы научных идей и истории науки. Здесь как нел
Гипотеза МакКлинток и отношение к ней
Решительный прорыв в исследовании нестабильности был сделан в исследованиях ученицы Р. Эмерсона Барбары МакКлинток (1902–1992). Она высказала гипотезу о существовании особого класса
Инсерционный мутагенез и вспышки мутаций у дрозофилы
Исследования нестабильных генов у дрозофилы после работы Демереца не проводилось в течение 30 лет и возобновились лишь в конце 60-х годов в работах американского генетика Мелвина Гр
Мобильные гены эукариот: случайность и целевой поиск
Мобильные гены дрозофилы были открыты случайно в ходе выделения клонов активно транскрибируемых генов. Выделяемая ДНК дрозофилы "нарезалась" рестриктазами на отдельные фра
Мозаичность генов эукариот: непредсказуемое открытие
Практически одновременно с выделением подвижных элементов было сделано совсем непредвиденное открытие: мозаичная структура генов у эукариот. Впечатление от этого открытия хорошо выр
Дискуссия по эгоистичной ДНК
Молекулярные генетики, приступившие к анализу структуры и функции генома и ДНК в начале 60-х годов в большинстве своем разделяли убеждение, что любые особенности в составе ДНК должн
Что есть ген?: от Моргана до наших дней
Начну с цитат, предоставив читателю возможность отгадать, кто их автор и тем самым прикоснуться к истории генетики.
1. "У современных последователей Менделизма факты ч
Системные свойства клетки
Аппарат наследственности не существует сам по себе, а лишь как часть клетки. Наследственность — это прежде всего свойство клеток. Поэтому для понимания организации и функционировани
Взаимодействие облигатного и факультативного компонентов
В. Я. Александров (1985) отметил вынужденную условность определений в биологии. Пытаясь охарактеризовать саму структуру или функцию, а не процесс их развития, мы вынуждены произволь
Новости и инфо для студентов