аружена, например, супрессорная мутация со сдвигом рамки в гене глициновой тРНК Salmonella typhimurium [145]. В этой тРНК на месте антикодона находится не обычный триплет ССС, а четыре основания СССС. Это единственная из известных тРНК, у которой в антикодоно-вой петле не семь неспаренных нуклеотидов, как обычно, а восемь.

Супрессорные гены встречаются не только у бактерий. Так, мутация vermilion у дрозофилы супрессируется мутацией гена триптофановой тРНК [140]. При мутации vermilion не происходит синтеза коричного пигмента в глазу, что объясняется инактивацией триптофаноксигеназы [уравнение (10-45)]. Было обнаружено, что триптофаноксигеназа мутанта vermilion ингибируется одной из двух триптофановых тРНК, а именно тРНК2Тгр. При супрессорной мутации тРНК меняется таким образом, что ингибирование снимается [140].

Миллер, Лу и их сотрудники [145а, Ь] с успехом использовали супрессорные мутации и получили с их помощью около 300 мутантных типов /<2?-репрессорного белка Е. coli. На первом этапе вводили amber-мутации приблизительно в 80 положений гена. Далее с целью клонирования мутантные гены переносили в эписомы (см. следующий раздел). Затем эти вирусоподобные эписомы использовали для заражения пяти штаммов бактерий, несущих супрессорные мутации, благодаря которым считывание кодона UAG (терминирующего) приводило к включению в белок различных аминокислот. Из этих инфицированных бактерий выделяли большие количества мутантных форм lac-репрессора. Оказалось, что многие мутации, локализованные вблизи от N-конца, влияют на связывание penpeccopa с ДНК, тогда как мутации, локализованные в центральной части, влияют на связывание с индуктором.

7. Плазмнды и эписомы

Эффективный метод исследования основан на существовании в бактериях небольших генетических элементов, существующих вне хромосомы. Об одной группе таких элементов (или факторов), получившей название F-факторов, уже шла речь выше (разд. А, 1,г). Эти элементы, представляющие собой небольшие кольцевые молекулы ДНК, являются представителями Группы; включающей большое число подобных аген*

тов, известных под общим названием плазмид и эписом [14, 146, 147]. К этой группе относятся также колициногенные факторы и факторы устойчивости к антибиотикам (R-факторы). Репликация плазмид происходит независимо от репликации хромосомы, причем на одну хромосому в бактерии может приходиться одна или несколько одинаковых плазмид. Эписомы — это плазмиды, способные включаться в хромосому бактерии. Некоторые внехромосомные элементы могут вести себя как эписомы в одних бактериях и как плазмиды в других. Плазмиды могут быть инфекционными (переносимыми) или неинфекционными. В первом случае они содержат гены для синтеза половых пилей (разд. А, 1,г) и способны переносить свою ДНК в другую клетку. Если плазмида способна интегрироваться с хромосомой, а потом и выходить из нее, захватывая с собой при этом другие гены, то такую плазмиду называют фактором пола. Выше уже шла речь о том, что процесс переноса генов с помощью фактора F был широко использован при картировании бактериальных хромосом.

Размеры плазмид и эписом могут быть различными. Половой фактор F-1 представляет собой кольцевую суперспирализованную ДНК, мол. вес которой составляет приблизительно 62-10е. Такой размер достаточно велик для того, чтобы этот фактор мог содержать около 90 генов и иметь длину порядка 30 нм, что составляет 2,5% размера хромосомы Е. coli. Колициногенные факторы [148], которые также могут присутствовать в клетках Е. coli в количестве 10—15 копий на одну бактериальную хромосому, имеют обычно меньшие размеры: их мол. вес составляет приблизительно 4 • 106—5 -106. Некоторые более крупные колициногенные факторы одновременно являются и половыми факторами. Эти плазмиды переносят гены, детерминирующие синтез токсических белковых антибиотиков, известных под названием колици-нов, способных атаковать другие штаммы Е. coli. Плазмида переносит также ген (или гены), придающий устойчивость по отношению к токсинам, в бактериальную клетку-хозяина. Действие колицина Е-3 состоит в том, что он проникает в чувствительную к нему бактериальную клетку и подавляет синтез белка, отсекая маленькие фрагменты от З'-конца каждой молекулы бактериальной 16S рРНК [149] (рис. 15-14).

Большое внимание было уделено факторам устойчивости к антибиотикам. В связи с тем что антибиотики находят широкое применение, возникает важная проблема, связанная с быстрым развитием у бактерий устойчивости к ним. Эта проблема может приобрести особенно важное значение в случаях, если антибиотики используются без специального выбора, поскольку гены устойчивости могут свободно передаваться от одной бактерии к другой при помощи инфекционных плазмид R-факторов [150—152]. Поскольку одна и та же плазмида может переносить гены устойчивости к самым различным антибиотикам, могут образовываться «супербактерии», устойчивые к действию самых разных антибиотиков. Появление таких бактерий, вероятность которого особенно велика в больницах, может повлечь за собой серье