Ключевые слова и понятия. Вирулентный фаг Гетероаллели Делеционное картирование Комплементационный тест Мутон Непермиссивные (рестриктивные) условия

Вирулентный фаг Гетероаллели Делеционное картирование Комплементационный тест Мутон Непермиссивные (рестриктивные) условия Пермиссивные условия Псевдоаллель Расстояние на карте Рекомбинационный тест

Рекон Сбалансированная деталь Тонкая структура гена Точечная мутация Транс -конфигурация Умеренный фаг Условно летальная мутация Цис -конфигурация Цистрон rII -система

Задачи

6.1. Обнаружено шесть новых мутаций фага Т4. С помощью комплементационного теста проведен попарный анализ всех мутаций. Результаты представлены в таблице. Знак «+» означает наличие прозрачного пятна (лизировавшие бактерии). Определите группы комплементации. 6.2. У дрозофилы существует много рецессивных мутаций, обусловливающих стерильность самок, в частности это мутации dunce и diminutive. Они сцеплены с полом и на карте расположены очень близко друг от друга. Продумайте постановку эксперимента, позволяющего определить, аллельны ли эти мутации.

6.3. Новая rII -мутация фага Т4 дает рекомбинанты дикого типа при скрещивании с у3 (см. рис. 6.10), но не дает их при скрещивании с 1241. Рекомбинанты дикого типа возникают также при скрещиваниях с 1993, 1695, РТ153 и Н88, но не появляются при скрещивании с 386 и 168. В каком участке карты rII локализована мутация? 6.4. rII -мутация, отобранная при длительном культивировании на среде, содержащей 5-бромурацил, дает рекомбинантов дикого типа при скрещивании с 638 (см. рис. 6.10). Кроме того, рекомбинанты дикого типа обнаруживаются в скрещиваниях с 1589 и 1299 и не обнаруживаются в скрещиваниях с 196, W8-33, 187 и 1519. Объясните результаты. 6.5. Картирование тонкой структуры с помощью делеций позволяет однозначно линейно упорядочить мутации. Отмечать при этом требуется лишь появление (или отсутствие) рекомбинантов дикого типа. В таблице представлены результаты попарных скрещиваний между

186 Организация и передача генетического материала

шестью rII -делениями; 1 означает появление рекомбинанта дикого типа при скрещивании, 0 - отсутствие. Постройте генетическую карту с указанием относительной длины каждой делеции. Какие из этих шести мутаций могли бы быть точечными и при этом результаты, представленные в таблице, не изменились? 6.6. Альбинизм у человека обусловлен гомозиготностью по аутосомному рецессивному гену. В Англии описан случай, когда у супругов-альбиносов родились трое детей с нормальной пигментацией. Этот факт можно объяснить по крайней мере двояко. Как? 6.7. rII -Делеции, с помощью которых Бензер разбил область rII на 47 участков, были выбраны им из много большего набора rII -мутаций (рис. 6.10). Как и в условии задачи 6.5, расположение этих делеции друг относительно друга можно было установить, проводя попарные скрещивания и отмечая лишь присутствие или отсутствие рекомбинантов ди-

кого типа в потомстве. В таблице представлены результаты таких скрещиваний для 15 использованных Бензером неревертирующих мутаций. Постройте генетическую карту для этих мутаций. Считайте, что каждая мутация означает отсутствие одного определенного участка - другими словами, двойных мутаций в этой группе нет. (Указание: сначала определите порядок крупных делеций.) 6.8. Сбалансированные летальные линии сыграли большую роль в развитии генетики дрозофилы. Они сделали возможным конструирование сбалансированных хромосом, содержащих множественные инверсии, запирающие кроссинговер, рецессивные летали и гены стерильности самок, а также доминантные мутации, свидетельствующие о присутствии хромосомы в гетерозиготном состоянии. Так, например, Х-хромо-

6. Тонкая структура гена 187

сома, обозначаемая как FМ7, - это сбалансированная хромосома, содержащая инверсии, мутацию женской стерильности и доминантную мутацию Ваr(В), влияющую на форму глаз. Объясните, почему использование сбалансированной хромосомы позволяет неограниченно долго сохранять в Х-хромосоме летальные и другие вредные мутации? 6.9. Мутации локуса pan y нейроспоры делают невозможным рост на среде, в которой отсутствует пантотеновая кислота, а мутанты по локусу trp могут культивироваться лишь в присутствии триптофана. Мутация ylo определяет желтый цвет спор (при нормальном черном). На основе представленных в таблице данных постройте карту, показывающую отношения между генами ylo и trp и различными мутациями локуса pan. Аскоспоры, полученные в этих четырех скрещиваниях, высевали на минимальную среду с добавлением лишь триптофана. Во всех скрещиваниях учитывали генотипы по неселективным маркерам среди рекомбинантов pan +.

6.10. Отобраны шесть рецессивных летальных мутантов во второй хромосоме дрозофилы. Каждая линия сбалансирована SM1 (см. задачу 6.8) и маркирована доминантной мутацией Curly. Для того чтобы определить, являются ли какие-либо из этих деталей мутациями одного гена, были поставлены скрещивания типа ia/су ♀ x lB/Су ♂. В приведенной ниже таблице знак «+» означает появление в потомстве особей, не несущих признак Су, знак «—» отсутствие таких особей. Мутациями скольких разных генов являются отобранные шесть деталей?

6.11. У дрозофилы существует группа рецессивных летальных мутаций Minute (M), вызывающих замедленное развитие и утоньшение щетинок. При изучении мутаций Minute второй аутосомы самцов, гомозиготных по мутации cinnabar (cn), определяющей ярко-красный цвет глаз, подвергали рентгеновскому облучению и скрещивали с самками, у которых одна вторая хромосома несет сбалансированную деталь и маркирована доминантной мутацией Curly (Су) (загнутые крылья), а вторая- доминантной мутацией Brown (Bw). Потомков с загнутыми вверх крыльями, у которых, кроме того, были тонкие щетинки, скрещивали, как показано ниже, для того, чтобы выделить линию мух, несущих индуциро-

188 Организация и передача генетического материала

ванные Minute: Каждое такое скрещивание давало линию, содержащую предполагаемую мутацию Minute. Истинные мутации Minute -рецессивные летали и идентифицируются по отсутствию гомозигот сп в потомстве от скрещивания F1. В описываемом эксперименте было обнаружено 12 вновь индуцированных мутаций Minute, каждая в сбалансированной летальной линии. Для того чтобы определить, относятся ли эти мутации к одному или различным генам, был поставлен тест на комплементацию. Для этого попарно скрещивали различные линии (пронумерованные от 1 до 12) и наблюдали за появлением в потомстве жизнеспособных гомозигот сп. Результаты скрещиваний представлены в таблице; «+» означает присутствие в потомстве жизнеспособных гомозигот сп, «—» означает их отсутствие. Разбейте эти 12 мутаций на группы комплементации.

6.12. С помощью метода, схематически изображенного на рис. 6.2, определяли количество рекомбинантов между rII мутантами 165 и 201. При подсчете оказалось, что число фаговых частиц в пермиссивных условиях составляет 2000, а в непермиссивных - 50. Каково расстояние между 165 и 201 на генетической карте? 6.13. Самок, гетерозиготных по двум аллелям гена white (wa/wbf), скрещивали с самцами, гемизиготными по гену white. Из 100000 самцов в потомстве от таких скрещиваний лишь два были с глазами дикого типа. Каково расстояние между wa и wbf на генетической карте? 6.14. Сцепленная с полом доминантная мутация Notch (N) выражается в зазубренности крыльев, утоньшении жилок крыла и мелких неправильностях щетинок. Кроме того, эта мутация рецессивная леталь. Рецессивные мутации facet (fa) и split (spl) вызывают нарушения на поверхности глаз, но легко отличимы друг от друга. У мух с генотипами fa/N и spl/N проявляются признаки, характерные для соответствующих рецессивных мутаций и для генотипа N/ +; это означает, что N -мутантная хромосома не содержит аллелей fa + или spl +. Рецессивные мутации facet-notchoid (fano) и notchoid (nd) вызывают такие же нарушения в развитии крыльев, как и N. У мух с генотипом nd/N крылья зазубрены очень сильно, а генотип fa"°/N почти полностью летален; N -мутантная хромосома не содержит аллелей nd + и fano +. На основе приведенных ниже данных постройте карту этого псевдоаллельного локуса. В таблицу включены данные лишь по двум из многих N аллелей.

6. Тонкая структура гена 189