А ----------------------- подписное ББК 28.04

041 (01)-87

Редакция литературы по биологии

© 1984 and 1980 by Benjamin/Cummings

Publishing Company, Inc.

© перевод на русский язык, «Мир», 1987

ЭЛЕКТРОННОЕ ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие редактора перевода. 5

Предисловие. 7

Структура книги. 8

Особенности книги. 9

Организация и передача генетического материала. 12

I. Введение. 13

Вирусы.. 14

Прокариоты: бактерии и сине-зеленые водоросли. 17

Одноклеточные и многоклеточные эукариоты.. 18

Митоз. 22

Мейоз. 26

Мейоз I. 26

Мейоз II. 31

Значение мейоза. 33

Литература. 35

2.Менделевская генетика. 37

Первые представления о наследственности. 37

Открытие законов наследственности. 38

Методы Менделя. 39

Доминантность и рецессивность. 40

Расщепление. 42

Гены - носители наследственности. 46

Независимое комбинирование. 48

Тригибридные скрещивания. 50

Множественные аллели. 53

Генотип и фенотип. 56

Литература. 60

3. Хромосомные основы наследственности. 64

Гены и хромосомы.. 64

Наследование, сцепленное с полом.. 67

Нерасхождение Х-хромосом.. 70

Вторичное нерасхождение. 72

Сцепленное с полом наследование у человека и других видов. 75

Y-хромосома. 80

Определение пола. 80

Отношение полов. 84

Литература. 85

4. Природа генетического материала. 88

Бактерии как экспериментальный объект. 89

Экспериментальные исследования бактериофагов. 91

ДНК - трансформирующий фактор пневмококка. 93

Нуклеиновые кислоты - наследственный материал вирусов. 96

Химический состав и строение нуклеиновых кислот. 100

Модель структуры ДНК Уотсона-Крика. 104

Проверка модели Уотсона-Крика. 108

Различные формы организации двухцепочечной ДНК.. 113

Организация ДНК в хромосомах. 116

Общие особенности репликации ДНК.. 120

Литература. 124

5. Геном эукариот. 127

Рекомбинация сцепленных генов. 129

Генетические карты.. 134

Трехфакторные скрещивания. 135

Генетическая интерференция. 137

Когда происходит кроссинговер?. 139

Мейоз у грибов. 140

Цитологические наблюдения кроссинговера. 144

Корреляция между генетическими и цитологическими картами хромосом дрозофилы.. 145

Внеядерная наследственность. 150

Литература. 153

6. Тонкая структура гена. 159

Бактериофаг как генетическая система. 160

Система rII бактериофага Т4. 161

Природа мутаций в области rII. 163

Функциональные особенности rII -мутаций. 166

Цистрон. 168

Картирование rII -мутаций с помощью делеций. 170

Предельная разрешающая способность рекомбинационного анализа. 175

Уточнение генетической терминологии. 175

Комплементационный анализ у высших эукариот. 176

Рекомбинационный анализ тонкой структуры гена у высших эукариот: дрозофила. 179

Литература. 184

7. Геном вируса. 190

Размножение бактериофагов. 191

Мутантные бактериофаги. 193

Комплементационный анализ условно летальных мутаций фага Х174. 195

Рекомбинационный анализ мутантов фага Х174. 197

Умеренный бактериофаг λ. 204

Гены фага λ. 205

Профаг λ. 208

Сопоставление генетической и физической карт фага А.. 211

Организация генома фагов Т2 и Т4. 213

Литература. 222

8. Бактериальный геном. 227

Мутанты Е. coli 228

Генетические элементы E. coli 230

F-фактор: генетический элемент, определяющий пол бактерий. 231

Физическое картирование бактериальных генов методом прерванной конъюгации. 236

Кольцевая форма генома Е. coli 238

F-штаммы и частичные диплоиды.. 239

Подвижные генетические элементы (транспозоны) 241

Генетическое картирование Е. coli 246

Конъюгационное картирование. 247

Трансдукционное картирование. 249

Обзор результатов генетического анализа. 255

Литература. 255

9. Методы работы с ДНК.. 260

Кинетика ренатурации ДНК.. 261

Рестрикция ДНК и ферменты модификации. 266

Рестрикционный анализ молекул ДНК.. 270

Определение последовательности нуклеотидов в ДНК (секвенирование) 273

Метод рекомбинантных ДНК.. 275

Векторы для клонирования ДНК.. 277

Библиотеки геномов. 281

Обзор методов работы с ДНК.. 288

Литература. 290

ОГЛАВЛЕНИЕ.. 294

Предисловие редактора перевода

Одна из характернейших черт современной науки - все углубляющаяся дифференциация и специализация знаний. Этот процесс достиг такого предела, за которым уже ощущается реальная угроза утраты взаимопонимания даже между представителями одной и той же научной дисциплины. Это в полной мере относится и к современной генетике. Представив ее в виде древа, уходящего корнями в известные закономерности, открытые в свое время Грегором Менделем и изложенные им на нескольких журнальных страницах, мы видим сегодня на этом древе десятки больших и малых ветвей, многие из которых выросли буквально на наших глазах и каждая из которых достойна монографического описания на своем собственном, неповторимом языке.

Между тем по самой своей сути и в силу лежащей в ее основе исторической традиции, наука должна быть единой, только в таком случае она способна адекватно отображать объективный мир и приносить максимальную практическую пользу. Именно это обстоятельство определяет возросшую как никогда ранее необходимость создания таких учебников и учебных пособий, в которых непомерно разросшийся и усложнившийся материал был бы упорядочен в стройную систему, доступную целостному восприятию. Понятно, сделать это нелегко, в связи с чем среди многих учебников по генетике, опубликованных за последние годы, почти нет удовлетворяющих требованиям времени. Редкое исключение - «Современная генетика» Ф. Айалы и Дж. Кайгера, предлагаемая вниманию читателей издательством «Мир». Эта книга уникальна. Будучи всеобъемлющей по охвату учебного материала, она вместе с тем отличается высокой органичностью и целостностью его изложения с учетом результатов новейших открытий и разработок. Язык книги ясен и лаконичен.

Предисловие редактора перевода

Поскольку «Предисловие» авторов достаточно полно раскрывает их замысел, а также структуру и особенности книги, какие-либо иные комментарии здесь излишни. Хочу лишь заметить, что успех «Современной генетики», опубликованной вторым изданием спустя всего четыре года после выхода первого, далеко не случаен. Авторы, как известно, преподают генетику в Калифорнийском университете (США), что дает им большое преимущество перед теми, кто пишет учебники, не имея опыта длительной работы и постоянного общения со студентами.

Кроме того, один из авторов книги хорошо известен в генетических кругах как ученый, внесший большой вклад в развитие популяционной и эволюционной генетики. Осмелюсь сделать следующее предположение: известное высказывание выдающегося генетика Ф. Г. Добржанского «...в биологии все обретает смысл лишь в свете эволюционного учения» в значительной мере реализовалось в структуре учебника и в способе подачи материала. Эволюционный и популяционный подходы, действительно позволяющие интегрировать знания о самых разнообразных генетических явлениях и процессах, представлены в «Современной генетике», как ни в каком другом аналогичном издании.

Мне думается, что публикация этой книги на русском языке встретит положительный отклик у студентов, преподавателей и научных работников, поскольку за последние 10-15 лет у нас не издавалось своих учебников такого уровня, как «Современная генетика». С чем это связано, - сказать непросто, однако, по-видимому, нельзя не признать: возрождение отечественной генетики, столь быстро набравшее силу в 60-70-е годы, в последнее десятилетие, к сожалению, сменилось определенным застоем. Однако так долго продолжаться не может. Генетика - подлинный фундамент биологии, и без ее гармоничного и быстрого развития мы не сможем решить те сложные и ответственные задачи, которые выдвигаются перед современной наукой самой жизнью. Наследственность человека и экология, философия, социология и психология, медицина, селекция и биотехнология, - вот далеко не полный перечень тех фундаментальных и прикладных направлений, успешная разработка которых возможна лишь во всеоружии современных генетических знаний.

В заключение хотелось бы сделать одно критическое замечание. Как увидит читатель, в списках литературы, рекомендуемой авторами в конце каждой главы, практически отсутствуют работы советских генетиков. Это весьма досадно, так как Ф: Айала является учеником Ф. Г. Добржанского, во многом способствовавшего укорененю в США традиций советской эволюционно-генетической школы, созданной С. С. Четвериковым.

В настоящем издании книга выходит в трех томах, соответствующих частям оригинальной книги.

Ю. П. Алтухов

Нашим учителям

Предисловие

Генетика - наука быстро развивающаяся. Этими словами начиналось предисловие к первому изданию «Современной генетики».

Справедливость этих слов, а также ценные замечания многих преподавателей, пользующихся первым изданием нашей книги, потребовали значительных дополнений и уточнений всего лишь через четыре года после ее появления.

«Современная генетика» может служить основным учебником при преподавании общей генетики. Предполагается, что студенты уже прослушали курсы общей биологии и химии. Тем не менее, некоторые важные темы (например, митоз и мейоз), с которыми студенты уже должны быть знакомы по этим курсам, излагаются в нашем учебнике заново. Мы умышленно включили в текст больше материала, чем можно пройти за один семестр. Книга написана таким образом, что позволяет преподавателям выбирать материал по своему усмотрению.

Молекулярные основы наследственности остаются основной темой современной генетики и в этом исправленном и дополненном издании. Бурное развитие метода рекомбинантных ДНК за последние четыре года открывает в понимании молекулярных основ генетики человека и других высших организмов такие широкие перспективы, о которых раньше можно было только догадываться. Характерной особенностью «Современной генетики» остается также углубленное изложение популяционной и эволюционной генетики.

Как и в первом издании, при написании книги мы основывались на «комплементарности» областей нашей компетенции. Ф. Айала написал полностью или в основном первый вариант глав 1-3, 10, 18, 19, 21-26 и приложение I; Дж. Кайгер написал начерно главы 4-9 и 11-17. Глава 20 писалась совместно. Последовательность наших фамилий на обложке мы определяли, бросая монету.

8 Предисловие