ой с этого раннего левого оперона, приводит к появлению ферментов, необходимых для освобождения профага и образования кольцевой репликативной формы фаговой ДНК. Исключение ДНК из бактериальной хромосомы происходит также вблизи точки а', причем легко видеть, что при исключении фаг X может иногда захватывать с собой соседние гены gal клетки-хозяина.

Продукт гена N делает возможной также и правостороннюю транс-, крипцию через гены О, Р и Q и далее уже с меньшей скоростью вдоль остальной хромосомы до точки а. Гены О и Р детерминируют синтез' белков, позволяющих репликационной системе бактерии-хозяина начать образование новых молекул фаговой ДНК- Репликация начинается в точке ori и протекает в обоих направлениях, как это описано в разд. Д. Ген Q детерминирует синтез белка, который значительно ускоряет транскрипцию поздних генов, начиная с промотера PR.

Как показано на рнс. 15-22, хромосома обычно подразделяется на четыре оперона: короткий — продуцирующий репрессор, ранний левый, ранний правый и поздний1). Ранние опероны детерминируют в основном синтез ферментов, обеспечивающих репликацию и рекомбинацию, а также синтез регуляторных белков. Поздний оперон связан с синтезом белков, необходимых для организации вирусных частиц; он должен транскрибироваться с более высокой скоростью, которая обеспечивается продуктом гена Q. В пределах позднего оперона гены от А до F участвуют в упаковке ДНК фага Лив образовании головок, тогда как гены от z до / обеспечивают синтез и сборку отростков. Гены S и R продуцируют белки, вызывающие разрушение мембраны бактерии-хозяина и лизис клетки. На последних стадиях фазы литического развития большая часть ранних генов выключается другим репрессором фага А (кодируемым геном его). Из сказанного видно, что регуляция транскрипции даже у вирусов может представлять собой достаточно сложный процесс.

Несколько сходная организация генов обнаружена в Т^четном фаге,; в фаге- .ТТ.

и в других бактериофагах. > ?f ; г.

б. «Липкие концы» молекул ДНК

Если репликативная форма ДНК фага X замкнута в кольцо, то ДНК зрелых частиц имеет, как известно, линейную форму. В отличие от линейной ДНК Т-четных фагов ДНК фага X при освобождении из вириона самопроизвольно образует либо кольца, либо линейные «агрегаты». Это свидетельствует о том, что ДНК фага X имеет «липкие» концы, соединяющиеся друг с другом за счет специфического спаривания оснований. Непосредственное определение нуклеотидной последовательности подтвердило это предположение. На рис. 15-23 показана

m

С G Т А А С —3'

А Т Т G — 5'

? У — Т GGGCGCTCCAGCGGCGG G —5' 5'—А С С С G С G

(1)

+ m

G С А Т Т G—5'

(г) AGGTCGCCGCCCCGTAA С —3' Липкие концы

РИС. 15-23. Липкие концы ДНК фага и их образование из репликативной формы под действием эндонуклеазы. Обратите внимание на ось локальной приблизительной симметрии второго порядка (местоположение которой обозначено жирной точкой), которая служит специфическим участком взаимодействия с симметричным димерньш ферментом. Симметрично расположенные пары оснований заключены в рамки. Точки mm' соответствуют этим точкам на генетической карте (рис. 15-22).

нуклеотидная последовательность вблизи точек Т, Т' (рис. 15-22), в которых происходит раскрыв репликативной формы ДНК, а также в липких концах /- и /"-цепей. Считают, что кольцевая форма раскрывается под действием эндонуклеазы. Существование липких концов подтверждается не только определением нуклеотидных последовательностей. Оказалось, что две точки, в которых происходят гидролитические разрывы связей (на рис. 15-23 эти точки обозначены стрелками), разделены 12 парами нуклеотидов, образующими участок ДНК с поразительно высокой степенью симметрии [163, 164]. Таким образом, здесь мы опять сталкиваемся с палиндромом, образующим на сей раз специфический участок в молекуле ДНК.

в. Гетеродуплексы и картирование генов физическими методами

Наличие фагов со значительными делениями в различных участках генома позволило разработать новый метод картирования генов с использованием непосредственных электронно-микроскопических наблюдений :[ 165]. Сначала выделяют ДНК из двух различных штаммов фагов, например из дикого штамма типа X и из мутантного штамма с делениями определенного гена или генов. Полученную ДНК легко денатурировать, после чего г- и f-цепи можно разделить. Если /-цейй

«одного штамма смешать с r-цепями другого штамма и 'подвергнуть их «отжигу», то будет наблюдаться образование двухцепочечной ДНК. Поскольку, однако, в одном штамме имеется делеция, гомологичная область нормальной ДНК фага X образует одноцепочечную петлю, которую можно легко увидеть при помощи электронного микроскопа. На рис. 15-24 в качестве примера показана электронная микрофотография такой гетеродуплексной молекулы с делеционной петлей. На этой фотографии виден также «пузырь» («ЬиЬЫе»), образованный в том месте, где в одну из нитей был включен фрагмент негомологичной ДНК

РИС. 15-24. Л. Электронная микрофотография гетеродуплексной молекулы ДНК, образованной из комп