к женской клетке. Бринтон [14] Высказал предположение, что через пили ДНК может переходить из •Мужской клетки в женскую0. Некоторым исследователям действительно удавалось наблюдать цитоплазматические мостики между тесно соприкасающимися клетками, однако истинный механизм переноса ДНК кока еще не выяснен.

Большое значение фактора F для картирования хромосом определяется тем обстоятельством, что изредка он интегрируется с бактериальной хромосомой. С помощью прямой электронной микроскопии было показано, что и хромосома, и фактор F имеют кольцевое строение. Для **х интеграции обязательно должно произойти ферментативное расщепление как ДНК хромосомы, так и ДНК фактора F с последующим воссоединением концов таким образом, чтобы образовалось непрерывное

1} Не ясным остается, однако, вопрос о том, имеют лн F-пили форму трубочек с

внутренним диаметром около 2,5 нм (рис: 4-7) или же для них характерна более открытая структура. ••• * и ;и

Бактериальная ДНК*^-А О

кольцо (рис. 15-2). Специальные ферменты, катализирующие эти реакции, рассматриваются далее в разд. Ж. Разные факторы F могут включаться в хромосому в различных местах. Штаммы бактерий, содержащих интегрированный фактор F, обозначают символом Hfr-штамм (от англ. high frequency of recombination — высокая частота рекомбинаций).

При конъюгации бактерии Hfr-штамма с бактерией F- (женской) происходит следующее: в какой-то точке, расположенной близко от конца интегрированного фактора F, хромосома начинает реплицироваться^

и бактериальные гены, а вслед за ними и гены фактора F переносятся в женскую клетку. Согласно существующим представлениям, из клетки-донора в клетку-реципиент переходит (возможно, через F-ворсинку) лишь одна из цепей ДНК, обычно обозначаемая как «плюс»-цепь (рис. 15-2). В клетке-реципиенте синтезируется комплементарная «ми-Нус»-Цепь, в результате чего образуется двухцепочечная молекула ДНК, несущая гены из Hfr-клетки. Только в редких случаях «плюс»-цепь до-норной клетки переходит в женскую клетку полностью. Чаще всего цепь ДНК или сама ворсинка разрываются, и происходит перенос лишь части хромосомы.

Частичный перенос хромосомы из мужской клетки приводит к тому, что Р--клетка становится частично диплоидной (мерозигота), т. е. содержащей двойной набор многих генов. В такой частично диплоидной клетке между двумя хромосомами происходит обмен генетической информацией (генетическая рекомбинация) (рис. 15-2). Химические реакции, лежащие в основе этого процесса, имеющего важное значение для всех организмов, размножающихся половым путем, мы рассмотрим в разд. Ж- В конечном счете рекомбинационный процесс приводит к тому, что дочерние клетки, образовавшиеся при последующем делении, содержат только одну хромосому с обычным числом генов. Однако некоторые гены попадают в эту хромосому от каждого из родительских штаммов. Таким образом, может случиться, что клетка F~ мутантного штамма, неспособная расти на среде без определенных питательных добавок, получит ген из мужской клетки, 'который позволит ей расти на минимальной среде. Хотя число таких рекомбинантных бактерий мало, тем не менее их легко можно отобрать из очень большого числа исходна смешанных мутантных бактерий.

д. Картирование хромосом методом прерванной конъюгации

Хромосомную карту E.coli можно получить, если смешать клетки; Шг и F- и дать возможность конъюгации происходить в течение определенного интервала времени, а затем клетки интенсивно перемешать, например, в гомогенизаторе Уоринга. В результате этой процедуры все конъюгационные мостики разрушаются и процесс спаривания бактерий прерывается. Спаривание прерывают через разные промежутки времени и определяют наличие в бактериях-реципиентах генов, перенесенных иа клеток донорного штамма. При помощи этого метода было показано,, что для полного переноса хромосомы при 37 °С требуется приблизительно 100 мин и что локализацию любого гена в хромосоме можно приблизительно установить по времени, необходимому для переноса этого гена в клетку-реципиент. В действительности, однако, все выглядит несколько-сложнее. Поскольку полный перенос всей хромосомы осуществляется Редко, в опытах обычно используются разные подштаммы Е. coli К-12, У которых фактор F расположен в разных местах; во всех случаях гены,, локализованные по часовой стрелке1) сразу же за точкой интеграции (Рис. 15-1), переносятся быстро и с высокой частотой.

В случае F-фактора одного типа. Другие включаются в противоположном на^ Давлении.

При построении карты, приведенной на рис. 15-1, были использованы не только результаты опытов с прерыванием конъюгации, но и данные, полученные при изучении трансдукции бактериофагом Р1 [15]. *Рансдукция фагом, более детально рассмотренная в разд. Г, позволяет-Переносить короткие фрагменты ДНК длиной около 2 мин (см. карту

Ј.coli). Совместная трансдукция, например одновременное включение .двух генов в хромосому клетки-реципиента, осуществляется с частотой, коррелирующей с расстоянием между этими двумя генами на карте. Таким путем было произв