Основы биохимической инженерии Часть 1 - Бейли Дж., Оллис Д. 1989

Молекулярная генетика и системы регуляции
Молекулярная генетика
Общая схема потока информации в клетке

Известная пословица гласит, что лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать. Рис. 6.13, на котором в компактном виде изображена схема каналов регуляции и передачи информации в клетке, еще раз подтверждает эту истину. На схеме четко видна взаимосвязь между регуляцией и передачей информации. Обратите внимание на то, что система контроля построена по каскадному типу: активация и ингибирование (на уровне ферментов) позволяют клетке быстро приспособиться к кратковременным изменениям в химическом балансе клетки, в то время как индукция и репрессия (на уровне генов) дают возможность изменить всю картину метаболизма в тех случаях, когда однажды изменившиеся условия и состав среды далее стабилизируются на достаточно длительный период.

Таблица 6.3. Методы селекции и обнаружения различных мутантов бактерийа

Тип мутанта

Методы селекции

Обнаружение

Способный использовать в качестве источника углерода соединение, не утилизирующееся диким штаммом

Посев па агаровой пластинке, содержащей указанное соединение как единственный источник углерода

Метод посева на пластинках абсолютно селективен; только искомый мутант образует колонии

Устойчивый к химическим ингибиторам, например к пенициллину, стрептомицину, сульфамидным препаратам, красителям

Посев на агаровой пластинке, содержащей ингибитор

Метод посева на пластинках абсолютно селективен; только искомый мутант образует колонии

Устойчивый к бактериофагу

Посев на агаровой пластинке, предварительно обработанной суспензией фага

Метод посева на пластинках абсолютно селективен; только искомый мутант образует колонии

Ауксотрофные (требующие один или несколько факторов роста, не являющихся необходимыми для дикого штамма)

Инкубирование в отсутствие фактора роста, но в присутствии пенициллина; клетки дикого типа размножаются и большей частью погибают; ауксотрофные мутанты в отсутствие фактора роста не размножаются и выживают (пенициллин убивает только активно растущие клетки)

Посев на агаровой пластинке в отсутствие фактора роста; после образования колоний дикого типа их отмечают, а затем добавляют слой агара, содержащего фактор роста; ауксотрофы образуют колонии только после добавления фактора роста

Неспособный утилизировать данный углевод

Применим описанный выше пенициллиновый метод с использованием в качестве единственного источника углерода указанного углевода

Посев на агаровой пластинке, содержащей указанный углевод и химический индикатор, который изменяет окраску в присутствии осуществляющих брожение клеток (например, кислотно-основной индикатор); мутантные колонии выделяются специфической окраской

Неспособный синтезировать ДНК при повышенной температуре

Инкубируют суспензию клеток при 42 °С в течение 15 мин, добавляют 5-бромурацил (5-BU) и продолжают инкубирование еще 60 мин, облучают светом с λ = 310 нм; при этом клетки, ДНК которых содержит 5-BU, погибают, а клетки, ДНК которых не подвергалась репликации при 42 °С, выживают

Испытание колонии на способность к росту при 42 °С, например, методом перепечатки

Чувствительные к ультрафиолетовому облучению (неспособные к репарации повреждений, индуцированных ультрафиолетом)

Инфицируют культуру слегка инактивированным ультрафиолетом бактериофагом; нормальные клетки восстанавливают индуцированные ультрафиолетом повреждения фага и впоследствии погибают от того же фага; неспособные репарировать повреждения клетки выживают

Приготовление суспензий из изолированных колоний; определение выживания при различных дозах ультрафиолетового излучения.

а Stonier R. Y., Doudoroff М., Adelberg Е. A., The Microbial World, 3nd ed., p. 450, Prentice-Hall, Inc., Englewood Cliffs, N. J., 1970.