Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

6.1: Один ген - одна ферментна теорія

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    5803

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Невроспора

    Neurospora crassa - це аскоміцет, червоний хліб цвіль. Як і всі гриби, розмножується спорами. Він виробляє два види суперечок:

    • Конідії - це спори, що виробляються шляхом безстатевого розмноження. Мітоз гаплоїдних ядер активного, зростаючого гриба породжує конідії.
    • Аскоспори, з іншого боку, утворюються після статевого розмноження. Якщо двом різним типам спарювання («статі») дозволяється зростати, вони зростуться, утворюючи диплоїдну зиготу. Мейоз цієї зиготи потім дає початок гаплоїдних аскоспор.

    Neurospora особливо добре підходить для генетичних досліджень, оскільки

    • Його можна швидко виростити на простому культурному середовищі.
    • Він проводить більшу частину свого життєвого циклу в гаплоїдному стані, тому будь-які рецесивні мутації виявляться в його фенотипі.
    • Коли диплоїдна зигота піддається мейозу, ядра виробляються
      • Мейоз I, а потім
      • Мейоз II, а потім
      • один мітотичний поділ
      обмежуються вузькою трубкою, аскусом.
    • Тому що ядра не можуть прослизнути одне за одного, якщо
      • ядро зиготи гетерозиготне для гена (показано тут як a і A) і
      • відсутність перетину поблизу цього локусу відбувається під час мейозу I,
      аск нарешті матиме чотири спори на одному кінці, що містять один алель і чотири спори на іншому кінці, що містять інший алель.

    Один ген - одна ферментна теорія

    Сахароза, кілька солей і один вітамін — біотин — забезпечують поживні речовини, необхідні Neurospora для синтезу всіх макромолекул її клітин.

    альт
    Малюнок 6.1.1 Бідл - Експеримент Татум на Нейроспорі

    Генетики Джордж Бідл і Е.Л. Татум піддали деякі конідії одного типу спаровування Neurospora ультрафіолетовим променям, щоб викликати мутації.

    • Потім окремі опромінені спори дозволяли проростати на «повноцінному» середовищі; тобто збагаченій різними вітамінами і амінокислотами.
    • Після того, як кожен розробив міцелій, йому було дозволено спаровуватися з іншим типом спаровування.
    • Вироблені аскоспори були розсічені окремо, і кожен з них розміщувався на повному середовищі.
    • Після того, як відбулося зростання, частини кожної культури субкультивували на мінімальному середовищі.
    • Іноді зростання тривало; іноді це не так.
    • Коли цього не було («1-й» на малюнку), конкретний штам тоді забезпечувався сумішшю вітамінів, амінокислот тощо, поки не відбулося зростання («2-й «).
    • Врешті-решт було встановлено, що кожен мутований штам придбав потребу в одній поживній речовині; у прикладі, проілюстрованому тут, вітамін тіамін («3-й»).

    Бідл і Татум міркували, що випромінювання викликало ген, який дозволяє синтезу тіаміну з простих інгредієнтів в мінімальному середовищі мутувати до алелю, який цього не робить. Синтез тіаміну з сахарози вимагає ряду хімічних реакцій, кожна з яких каталізується певним ферментом.

    Додаючи по одному різні попередники тіаміну до середовища, в якому розміщувалася їх мутантна цвіль, вони змогли звузити дефект до відсутності єдиного ферменту.

    • Якщо вони додали до мінімального середовища будь-який попередник далі по ходу процесу, відбувається зростання.
    • Будь-який попередник перед заблокованим кроком не міг підтримати зростання.

    Таким чином, в даному прикладі було блоковано перетворення попередника С в попередник D через відсутність необхідного ферменту (с).

    Це призвело їх постулювати один ген - одну ферментну теорію: кожен ген в організмі контролює вироблення певного ферменту. Саме ці ферменти каталізують реакції, які призводять до фенотипу організму.

    Сьогодні ми знаємо, що насправді не тільки ферменти, але і всі інші білки, з яких побудований організм, кодуються генами.

    Автори та атрибуція