8 часть I. Мутагенез 11 Глава 1
Доказательства спонтанной природы мутаций
жүктеу/скачать 357.05 Kb.
|
Доказательства спонтанной природы мутацийДоказательство того, что мутации у бактерий происходят спонтанно, было получено в экспериментах С. Лурии и М. Дельбрюка в 1943 г. Метод, получивший название флуктуационный тест Лурии и Дельбрюка, до- статочно прост: использовали чашки Петри с питательной средой, бак- териофагами и чувствительными к фагу бактериями. Проводили серию испытаний, в ходе которых на эти чашки высевали одинаковое количество бактерий, изначально чувствительных к бактериофагу. В течение непро- должительного времени большая часть бактерий лизировалась фагом, но некоторые выживали и начинали делиться, образуя колонии. Эти ко- лонии состояли из мутантов, устойчивых к фагу. Проверке подлежали две распространенные в то время гипотезы: Мутации происходят спонтанно, независимо от внешней среды. Мутации возникают как результат приспособления к среде. Для понимания логики эксперимента Лурии и Дельбрюка рассмо- трим гипотетический пример. Представим, что четыре культуры E.coli, образованные от одной клетки бактерии, чувствительной к фагу, выращи- вали в течение четырех генераций, так что в каждой культуре оказалось 16 дочерних бактерий, а во всех четырех культурах — 64 дочерние клет- ки. В случае верности второго предположения, адаптивные изменения в геноме бактерии должны возникнуть под воздействием фага, то есть они могут происходить только при контакте с ним. Тогда устойчивые к фагу колонии должны быть распределены по четырем чашкам случай- ным образом (рис. 1.1.б). В случае спонтанного возникновения мутаций, то есть независимо от присутствия фага, будет наблюдаться другая кар- тина (рис.1.1.а). В 1-й культуре мутация устойчивости к фагу произошла в последней генерации, что привело к образованию двух мутантных бакте- рий, в 3-й культуре мутация произошла в течение первой генерации, что дало в конце опыта восемь мутантных бактерий. Во 2-й и 4-й культурах мутаций устойчивости к фагу не произошло. Эксперимент Лурии и Дельбрюка, подтвердивший гипотезу о спон- танной природе мутирования, заключался в следующем: в 20 пробирок с 0,2 мл питательной среды в каждой (индивидуальные культуры) и в одну большую пробирку с 10 мл среды (общая культура) внесли клетки E.coli из расчета примерно по 103 на 1 мл. Культуры инкубировали до достиже- ния плотности около 108 клетки/мл. Затем содержимое каждой из 20 ин- дивидуальных культур объемом 0,2 мл высеяли на отдельные чашки ) ) Рис. 1.1. Распределение мутантных устойчивых к фагам колоний бактерий по чашкам: а) мутации происходят в результате приспособления к среде; б) мутации устойчивости происходят спонтанно. Закрашенные клетки — мутанты. с питательным агаром, содержащим фаг Т1 в высокой концентрации. Из общей культуры на отдельные чашки высеяли десять параллельных проб по 0,2 мл. В табл. 1.2 приведено количество устойчивых к фагу ко- лоний, образовавшихся после инкубации. Видно, что среднее число ко- лоний на одну чашку в варианте опыта с индивидуальными культурами составляет 11,3, а в варианте с общей культурой — 16,7. Эти значения достаточно близки, однако наблюдаются большие флуктуации числа ко- лоний вокруг среднего (дисперсия) в варианте опыта с индивидуальными культурами — 694 против 15 у дисперсии обшей культуры. Таблица 1.2 жүктеу/скачать 357.05 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|