mikro kunicki
2

Rewersja mutacji

Mutacja nie jest procesem nieodwracalnym. Pokażemy to na przykład2rff jawiania się powrotnych mutantów (rewertantów) prototroficznych w pon*ri uprzednio wyizolowanego mutanta auksotroficznego.    "

Jeśli wyizolujemy mutanta auksotroficznego_/ będziemy mogli się przek że wśród komórek auksotroficznych będą się pojawiać z małą częstością bąkp prototroficzne, podobne do tych, z jakich otrzymano mutanty auksotroffnS Taka ponowna mutacja, zachodząca w komórce mutanta i przywracająca fenllf pierwotnej komórki niezmutowanej, określana jest nazwą mutacji powrotu! (rewersji). Mutacja powrotna może polegać na wytworzeniu takiej sekwenT nukleotydów, jaka istniała w formie wyjściowej. Czasem jednak powrót boki rego fenotypu ma inne przyczyny. Może być on powodowany przez dodatkofl mutacje zupełnie odmiennego typu, w wyniku których bakteria odzysktti utraconą zdolność do syntezy jakiegoś metabolitu (aminokwasu, witaminy). ^J|| nowa mutacja może zmienić środowisko wewnątrzkomórkowe, zwiększali normalne stężenie aktywatorów lub zmniejszając stężenie inhibitorów enzym! tycznych, i umożliwić w ten sposób działanie enzymowi uszkodzonemu wsku§1 pierwszej mutacji. Powrót do starego fenotypu może też zajść przez wykor^S stanie innej drogi metabolicznej. Ta nowa droga metaboliczna może funkcjl^^ nować, mimo że enzym, którego syntezę naruszyła mutacja, jest nadał nieczynni Takie mutacje powrotne nazywa się mutacjami supresorowymi.

Specjalny przypadek rewersji zachodzi w mutacjach typu „nonsens" (am^f fjj ochrę — patrz s. 324). Jak przypominamy sobie, mutacje te wynikają z tego zamiast jakiejś trójki kodującej powstaje trójka kończąca przebieg translacji i twMl rzy się tylko fragment pólipeptydu. Otóż w którymś z genów tRNA może ąąffll nowa mutacja, która zmieni trójkę antykodonową tak, iż stanie się komplemen-'‘§| tama do danej trójki nonsensownej. Przejawia się to tak, iż zmutowany tRkJ&Ąl będzie wstawiał w miejsce, gdzie znajduje się trójka „nonsensowna", jakiś aminowi kwas. W rezultacie komórka, mimo iż zawiera w danym genie strukturaInyr^^ mutację amber, będzie zdolna do translacji tego genu i wytworzenia normalnego^ białka, najwyżej z jednym podstawieniem aminokwasu. Dodatkowa mutaqa'w’^:l| genie tRNA znosi zatem efekt mutacji amber (lub ochrę) w genie strukturalnymi, f Jest to więc też mutacja powrotna śupresorowa.    ^:f||

REKOMBINACJA GENETYCZNA

Mutacje nie są jedynym źródłem zmienności organizmów. U organizmów wyż- ' szych zazwyczaj większą rolę odgrywają różne mechanizmy rekombinacji genetycznej związane z procesem płciowym. Bakterie przez długi czas uchodziły,; za grupę organizmów, w której proces płciowy nie występuje. Jeszcze dziś w; niektórych podręcznikach pokutuje ten pogląd, choć przestał mieć poparcie w faktach przeszło pól wieku temu.

Procesy paraseksuałne, a więc prowadzące do rekombinaqi genetycznej, są: obecnie znane u bakterii jako trzy podstawowe typy: transformacji, transdukqr i koniugacji.

i ^_0lnbin^acją genetyczną nazywamy utworzenie, w zasadzie z dwóch róż-I; _n0mów (lub ich części), jednej nowej struktury zawierającej zapis irtfor-& genetycznej pochodzący od obu rekombinujących elementów. U bakterii bakteriofagów) znamy dwa zasadnicze typy rekombinacji: 1) rekombinację ii a i 2) tzw. rekombinację nieuprawnioną (ang. illegitimate), która dzieli się ^is^pj^binację swoistą dla miejsca (ang. site specific) i transpozycję (tab. 10-IV).

i10'IV

Udział enzymów typu topoizomeraz

Wymaganie homoiogii sekwencji

Udział białka RecA

p-'gJiaTaktóry^sty^^a trzech typów genetycznej rekombinacji bij Typ rekombinacji

Ogólna (homologiczna)

+ (ograniczone)

i ffjjjjfż) Nieuprawniona

||y _a) swoista dla miejsca ||r b) transpozycja pil bakterii stosunkowo dużą rolę odgrywa rearanżacja genów, jaka zachodzi zrobrębię genomu jednej komórki, a mechanizm której jest związany z rekom-binaqą nieuprawnioną.

Ii Wydaje się, że rekombinacja ogólna ma dla bakterii jedynie ograniczone Raczenie. Wskazuje na to fakt, iż u Escherichia coli i wielu innych bakterii tikład populacji jest klonalny, a klony są, jak można sądzić z dotychczasowych badań, bardzo stabilne, trwają wiele lat i są szeroko rozpowszechnione. Bardzo ograniczona jest również rekombinacja międzygatunkowa, ^mimo iż w laboratorium do takiej rekombinacji można doprowadzić. Na przykład rekombinacja między pokrewnymi gatunkami E. coli i Salmonella typhimurium nie jest spotykana w naturze. Pomiędzy tymi gatunkami różnice | w. sekwencjach zasad mogą sięgać 10-20%, rekombinaqa między nimi może ■jyięc być hamowana przez mechanizm naprawy, usuwający mylnie sparowane zasady. Przemawiałoby za tym 100-1000-krotne zwiększenie częstości rekombinacji międzygatunkowej u mutantów z unieczynnionym mechanizmem naprawy DNA.

b;    Rekombinacja ogólna

Rekombinacja ogólna, zwana inaczej homologiczną, zachodzi między homo-! logicznymi nićmi DNA, tj. takimi, w których sekwenqe nukleotydów są w zasa-i dzie identyczne. Nici takie mogą się, oczywiście, różnić miejscowymi podstawieniami nukleotydów lub małymi delecjami czy insercjami, ale liczba różniących je nukleotydów pozostaje znikoma w stosunku do ogólnej ich liczby. Rekom-\ binacja taka jest więc możliwa, gdy w jednej komórce znajdą się w jakiś sposób genomy lub odcinki genomów pochodzące z różnych osobników tego samego | §^afanku lub gatunków blisko spokrewnionych. Mechanizmy doprowadzające do

329