Чувствительный к температуре мутант
Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлен с допустимой температуры )
Перейти к навигации Перейти к поиску

Чувствительные к температуре мутанты - это варианты генов, которые обеспечивают нормальное функционирование организма при низких температурах, но изменяют функцию при более высоких температурах. Чувствительные к холоду мутанты - это варианты генов, которые обеспечивают нормальное функционирование организма при более высоких температурах, но изменяют функцию при низких температурах.

Механизм

Большинство чувствительных к температуре мутаций влияют на белки и вызывают потерю функции белка при недопустимой температуре. Допустимая температура - это такая температура, при которой белок обычно может правильно складываться или оставаться правильно свернутым. При более высоких температурах белок становится нестабильным и перестает нормально функционировать. Эти мутации обычно рецессивны у диплоидных организмов. Чувствительные к температуре мутанты реализуют обратимый механизм [1] и способны восстанавливать определенные генные продукты на различных стадиях роста, и это легко сделать путем изменения температуры роста.

Допустимая температура

Допустимая температура - это температура, при которой чувствительный к температуре продукт мутантного гена приобретает нормальный функциональный фенотип . [2] Когда чувствительный к температуре мутант выращивается в разрешающих условиях, продукт мутированного гена ведет себя нормально (это означает, что фенотип не наблюдается), даже если присутствует мутантный аллель . Это приводит к выживанию клетки или организма, как если бы это был штамм дикого типа . Напротив, недопустимая температура или ограничительная температура - это температура, при которой наблюдается мутантный фенотип.

Мутации, чувствительные к температуре, обычно представляют собой миссенс-мутации, которые затем будут нести функцию определенного необходимого гена при стандартной, допустимой, низкой температуре. В качестве альтернативы он будет лишен функции при довольно высокой недопустимой температуре и будет отображать гипоморфную (частичная потеря функции гена) и среднюю, полупермиссивную температуру. [3]

Использование в исследованиях

Чувствительные к температуре мутанты полезны в биологических исследованиях. Они позволяют изучать основные процессы, необходимые для выживания клетки или организма. Мутации основных генов обычно смертельны, и, следовательно, чувствительные к температуре мутанты позволяют исследователям вызывать фенотип при ограничительных температурах и изучать эффекты. Фенотип, чувствительный к температуре, может быть выражен на определенной стадии развития, чтобы изучить эффекты.

Примеры

В конце 1970-х секреторный путь зарождающихся дрожжей , необходимый для жизнеспособности клетки и роста новых почек, был рассечен с использованием чувствительных к температуре мутантов, что привело к идентификации двадцати трех основных генов. [4]

В 1970-х годах у плодовой мушки было идентифицировано несколько чувствительных к температуре мутантных генов , таких как shibire ts , что привело к первому генетическому расчленению синаптической функции. [5] В 1990-х годах промотор теплового шока hsp70 использовался для терморегулируемой экспрессии генов у плодовой мухи. [6]

Бактериофаг

Инфекция клетки-хозяина E. coli бактериофагом (фагом) T4, чувствительным к температуре (ts) условно летальным мутантом при высокой рестриктивной температуре, как правило, не приводит к росту фага. Однако коинфекция в рестриктивных условиях с двумя ts- мутантами, дефектными по разным генам, обычно приводит к устойчивому росту из-за межгенной комплементации . Открытие ts- мутантов фага Т4 и использование таких мутантов в тестах комплементации способствовало идентификации многих генов в этом организме. [7] Поскольку несколько копий полипептида, определяемого геном, часто образуют мультимеры, смешанные инфекции с двумя разнымиts- мутанты, дефектные по одному и тому же гену, часто приводят к смешанным мультимерам и частичному восстановлению функции, явление, называемое внутригенной комплементацией. Внутригенная комплементация ts- мутантов, дефектных по тому же гену, может предоставить информацию о структурной организации мультимера. [8]

Рост мутантов фага ts в частично рестриктивных условиях был использован для определения функций генов. Таким образом были идентифицированы гены, используемые для восстановления повреждений ДНК [9] [10], а также гены, влияющие на генетическую рекомбинацию . [11] [12] Например, выращивание мутанта репарации ДНК ts при промежуточной температуре позволит продуцировать некоторое количество фагов-потомков. Однако, если этот ts- мутант облучают УФ-светом, его выживаемость будет более сильно снижена по сравнению с сокращением выживаемости облученного фага Т4 дикого типа.

Условные летальные мутанты, способные расти при высоких температурах, но неспособные расти при низких температурах, также были выделены в фаге Т4. [13] Эти чувствительные к холоду мутанты определили дискретный набор генов, некоторые из которых были ранее идентифицированы другими типами условно-летальных мутантов.

использованная литература

  1. ^ Varadarajan, R .; Нагараджарам, HA; Рамакришнан, К. (1996-11-26). «Процедура предсказания чувствительных к температуре мутантов глобулярного белка, основанная исключительно на аминокислотной последовательности» . Труды Национальной академии наук . 93 (24): 13908–13913. Bibcode : 1996PNAS ... 9313908V . DOI : 10.1073 / pnas.93.24.13908 . ISSN  0027-8424 . PMC  19465 . PMID  8943034 .
  2. ^ «Допустимая температура» . Биологический онлайн-словарь.
  3. ^ Бен-Aroya, Шей; Пан, Сюэвэнь; Boeke, Jef D .; Хитер, Филипп (2010). «Изготовление термочувствительных мутантов» . Методы в энзимологии . 470 : 181–204. DOI : 10.1016 / S0076-6879 (10) 70008-2 . ISBN 9780123751720. ISSN  0076-6879 . PMC  2957654 . PMID  20946811 .
  4. ^ Новик, П .; Поле, Ц .; Шекман, Р. (август 1980 г.). «Идентификация 23 групп комплементации, необходимых для посттрансляционных событий в секреторном пути дрожжей» . Cell . 21 (1): 205–215. DOI : 10.1016 / 0092-8674 (80) 90128-2 . ISSN 0092-8674 . PMID 6996832 .  
  5. Перейти ↑ Yoshihara M, Ito K (2012). «Острая генетическая манипуляция нейронной активностью для функционального расслоения нервных цепей - сбывшаяся мечта для пионеров поведенческой генетики» . Журнал нейрогенетики (обзор). Informa Healthcare USA. 26 (1): 43–52. DOI : 10.3109 / 01677063.2012.663429 . PMC 3357893 . PMID 22420407 - через Taylor & Francis Online.  
  6. Перейти ↑ Brand M, Jarman AP, Jan LY, Jan YN (1993). « Asense - это ген-предшественник нейронов дрозофилы , способный инициировать формирование органов чувств» (PDF) . Развитие . 119 (1): 1–17. PMID 8565817 .  
  7. ^ Эдгар RS, Эпштейн RH. Генетика бактериального вируса. Sci Am. 1965 Февраль; 212: 70-8. DOI: 10.1038 / Scientificamerican0265-70. PMID 14272117 . 
  8. ^ Бернштейн H, Эдгар RS, Денхардт GH. Внутригенная комплементация среди термочувствительных мутантов бактериофага T4D. Генетика. 1965 июн; 51 (6): 987-1002. PMID 14337770 ; PMCID: PMC1210828. 
  9. ^ Baldy МВт. Чувствительность к УФ-излучению некоторых чувствительных к температуре мутантов фага Т4 с ранним функционированием. Вирусология. 1970 Февраль; 40 (2): 272-87. DOI: 10.1016 / 0042-6822 (70) 90403-4. PMID 4909413 . 
  10. ^ Baldy MW, Strom B, Bernstein H. Ремонт алкилированной дезоксирибонуклеиновой кислоты T4 бактериофага по механизму с участием полинуклеотидлигазы. J Virol. 1971 Март; 7 (3): 407-8. DOI: 10.1128 / JVI.7.3.407-408.1971. PMID 4927528 ; PMCID: PMC356131. 
  11. ^ Бернштейн Х. Влияние на рекомбинацию мутационных дефектов в ДНК-полимеразе и дезоксицитидилатгидроксиметилазе фага T4D. Генетика. Август 1967; 56 (4): 755-69. PMID 6061665 ; PMCID: PMC1211652. 
  12. ^ Бернштейн Х. Ремонт и рекомбинация в фаге T4. I. Гены, влияющие на рекомбинацию. Колд Спринг Харб Symp Quant Biol. 1968; 33: 325-331. DOI: 10.1101 / sqb.1968.033.01.037
  13. ^ Скотти П.Д. Новый класс температурных условно-летальных мутантов бактериофага T4D. Mutat Res. 1968 июль-август; 6 (1): 1-14. DOI: 10.1016 / 0027-5107 (68) 90098-5. PMID 4885498 . 
Источник « https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Temperature-sensitive_mutant&oldid=1000552034 »
Contribute a better translation