Все для детей

Валерий Сойфер. Арифметика наследственности

Глава 14. Бактерии - папы, бактерии - мамы

<< НазадДальше >>

Полярность переноса хромосом

В первой своей работе Хейс обнаружил явление, которое он назвал полярностью переноса генов. Хейс работал с бактерией кишечной палочки. И он не замечал, чтобы все известные ему гены передавались женской клетке. Всегда одни гены передавались чаще, другие реже, но были и такие, которые крайне редко оказывались в женских клетках. Хейс предположил, что это следствие различного положения генов в хромосоме. Самый крайний ген передается первым, и потому его передача отмечается чаще. Гены, расположенные дальше от конца, попадут в женскую клетку позже. Из-за того что две такие клетки, сцепленные тонким мостиком, легко отрываются друг от друга, удаленные гены будут часто оставаться в мужской клетке. Но это предположение Хейса требовало выполнения одного жесткого условия: хромосома мужской клетки должна передаваться всегда одним концом. С чем связана такая неравноправность концов хромосомы, Хейс не знал.

А все было очень просто. Жакоб и Вольман определили, что хромосома начинает входить в женскую бактерию концом, противоположным тому, к которому присоединился F-фактор. В опыте Хейса все бактерии оказались потомками одной исходной бактерии. Естественно, что у этой линии порядок передачи генов был постоянным. В линии*, выделенной Кавалли-Сфорца, порядок передачи был также постоянным, но первым, вторым и т. д. передавались совсем другие гены. Это явление Хейс и назвал полярностью.

Доказательство полярности хромосомы, предложенное Вольманом и Жакобом, настолько красиво, что я не могу не рассказать о нем подробнее. Есть такой прибор смеситель Уоринга. Устройство его несложно. От электромотора идет ось, на которой укреплены лопасти. Что-то вроде машинки для приготовления молочного коктейля. Смесь с бактериями можно влить в стакан, а затем опустить в него стержень с лопастями. Нажим кнопки — и мотор пущен: в секунду-две все клетки, соединенные мостиками, будут разбиты. Этот смеситель Уоринга и использовали Вольман и Жакоб. Они соединили суспензии клеток Hfr и женских F-. Дали им возможность коныогировать и через минуту разрушили мостики между клетками. После этого изучили, какие гены успели перейти от клетки Hfr в клетку F-. Затем то же самое проделали через минуту, две и так далее, вплоть до двух часов.

Результат оказался блестящим. Тиминовый ген передавался на восьмой минуте, ген устойчивости к азиду натрия на восьмой с половиной минуте, лейциновый ген на девятой минуте, и т. д. По тому, какой ген успевал войти в клетку, можно было проверять часы. Вольман и Жакоб сделали рисунок, который обошел, вероятно, все биологические аудитории мира. Сбоку одной бактерии (около нее значок женской клетки Знак женской клетки) лежит другая бактерия (знак Знак мужской клетки показывает, что она мужская). Чуть повыше часы, минутная стрелка которых стоит на нуле. Рядом второй рисунок. Стрелка часов сдвинулась на минуту, а мужская клетка уже вплотную прикасается к женской. На следующем рисунке стрелка ушла на пять минут, и между клетками образовался проход, в который вдвинулся конец хромосомы мужской клетки, на котором отмечено 0, то есть начало хромосомы, и чуть отступя А (ген А). Итак, рисунок за рисунком дают представление о том, как с течением времени всё новые и новые участки мужской хромосомы проникают внутрь женской клетки. Вот прошел час, и клетки оторвались друг от друга, и за это время половина мужской хромосомы вошла в F- клетку.

Рисунок Жакоба и Вольмана. Вхождение последовательных участков хромосом мужских клеток в женские можно отметить по часам.
Рисунок Жакоба и Вольмана. Вхождение последовательных участков хромосом мужских клеток в женские можно отметить по часам.

Теперь окончательно выявилось коренное различие между высшими организмами и бактериями. Еще механизм отличия по полу как-то отдаленно совпадал. У высших организмов причина была в лишней хромосоме (X) или в разных хромосомах (X и У), у бактерий также можно было за лишнюю хромосому принять F-фактор. Но на этом сходство кончалось. При оплодотворении у высших ядра сперматозоидов сливались с ядрами яйцеклеток, а хромосомы объединялись в одной клетке, формируя зиготу. У бактерий клетки не сливались. Ядра не объединялись. Просто возникал мостик между клетками, и в эти ворота осторожно вплывала хромосома, на другом конце которой прикрепился маленький фактор пола. Передача хромосомы почти никогда не осуществлялась целиком. Что успело, то и втиснулось, а затем мостик рвался, разрывая и мужскую хромосому. Мужская клетка с обрывком своей хромосомы отходила в сторону.

Исследования Вольмана и Жакоба прочно утвердили тезис Хейса о полярности переноса и доказали, что только Hfr клетки могут передавать свои признаки. Клетки со свободными факторами плодовитости не могут этого сделать. Но теперь для решения загадки, почему хромосома в клетках со свободными F-факторами не передается, оставалось сделать всего один шаг.

<< НазадДальше >>

В. Сойфер. Арифметика наследственности