Система rII бактериофага Т4

Классический анализ тонкой структуры гена был проведен Сеймуром Бензером на rII -мутантах фага Т4 в 50-х годах. Бензер использовал два селективных преимущества этих мутантов.

Во-первых, rII -мутанты можно отобрать в большом количестве, поскольку при посеве на Е. coli В их негативные колонии имеют очень характерную морфологию. Эти мутанты вызывают быстрый лизис клеток-хозяина, в результате чего их негативные колонии получаются намного крупнее, чем при заражении фагом дикого типа (рис. 6.1). На чашке Петри одна-единственная бляшка rII легко может быть выделена из 2000 бляшек типа rII ⁺. Использование химических мутагенов сильно повышает частоту мутаций rII по сравнению со спонтанной; соответственно независимо могут быть выделены сотни мутантов rII.

Во-вторых, Бензер обнаружил, что rII -мутанты не дают потомства, когда они инфицируют клетки Е, coli К (λ), содержащие профаг λ. rII мутанты прикрепляются к таким клеткам и вводят в них свою ДНК, но инфицированные клетки погибают, не продуцируя фагового потомства.

162 Организация и передача генетического материала

Таблица 6.1. Морфология негативных колоний фага Т4 дикого типа и rII-му тантов
	Фенотипы при посеве на:
Фаг	Е. coli В	E. coli К (λ)
Т4 rII +	Мелкие бляшки	Мелкие бляшки
T4 rII	Крупные бляшки	Бляшки отсутствуют (леталь)

В то же время фаг Т4 дикого типа (rII⁺) нормально размножается в Е. coli К (λ). Это была первая условно летальная система, исследованная в генетике фагов (табл. 6.1). Неспособность rII -мутантов к росту в Е. coli К (λ) дает удобный способ отбора, поскольку на чашке Петри таким способом можно выделить один rII ⁺ -фаг из 10⁶ rII -фагов. Следовательно, имеется возможность идентифицировать фаги дикого типа, возникающие в результате рекомбинации между двумя различными rII -мутантами.

На рис. 6.2 представлена схема эксперимента по скрещиванию бакте-

Рис. 6.2. Схема скрещивания двух мутантных фагов, А и В. Скрещивание осуществляют путем совместного заражения бактерии-хозяина в пермиссивных условиях.

6. Тонкая структура гена 163

риофагов. Клетки пермиссивного хозяина (штамма В) заражают двумя мутантами, затем подсчитывают общее число потомков при высеве на клетки штамма В и число rII⁺ -рекомбинантов. Для этого в качестве хозяина используют штамм К (λ). Так как реципрокные рекомбинанты, т. е. двойные мутанты rII, при этом не выделяются, то считают, что частота их появления совпадает с частотой рекомбинантов дикого типа. Поэтому при расчете расстояния на генетической карте число рекомбинантов дикого типа умножается на два: