Митохондрии в клетке хламидомонады

В клетке хламидомонады присутствуют митохондрии, вырабатывающие энергию, рибосомы, синтезирующие белки, крупный хлоропласт — для фотосинтеза и другие, столь же типичные структуры.

Этот организм способен также к половому воспроизведению (смотрите рисунок ниже); у него имеется два «пола» (или точнее два «типа скрещиваемости»), причем принадлежность к одному или другому «полу» определяется одним хромосомным геном.

Жизненный цикл хламидомонады

Жизненный цикл хламидомонады включает половую фазу. Две клетки противоположного пола сливаются, образуя зиготу. Зигота претерпевает редукционное деление, или мейоз, давая четыре дочерние клетки. Последние могут затем делиться бесполым путем, образуя клоны, или колонии клеток.

Несколько лет назад мы приступили к поискам соединения, которое вызывало бы мутации внехромосомных генов хламидомонады. Первая такая мутация была обнаружена совершенно случайно. Мы высевали клетки, чувствительные к стрептомицину, на среду, содержащую этот антибиотик; оказалось, что примерно одна из миллиона клеток выживает и размножается, давая колонию, целиком состоящую из стрептомици- ноустойчивых клеток. Такие колонии возникали в результате мутации: чувствительные к стрептомицину клетки (ss) превращались в устойчивые к нему (sr).

Контрольные скрещивания показали, что в большинстве случаев это были мутации хромосомных генов; однако около 10% мутаций обнаруживали материнский тип наследования, то есть были внехромосомными. Мы установили, что мутации хромосомных генов были спонтанными: они возникали еще до того, как клетки переносили на среду, содержащую стрептомицин. Мутации же внехромосомных генов появлялись только тогда, когда чувствительные клетки выращивали в присутствии токсических (хотя и сублетальных) концентраций стрептомицина. Это были индуцированные мутации.

Возник вопрос, является ли стрептомицин специфическим мутагеном, вызывающим мутации только в направлении стрептомициноустойчивости, или же он действует как обычный мутаген. Как показали дальнейшие исследования, действие стрептомицина носит неспецифический характер; стрептомицин способен вызывать мутации многих внехромосомных генов. В определенных условиях каждая клетка, обработанная стрептомицином, размножаясь, давала колонию; почти в каждой такой колонии можно было обнаружить мутантные клетки различных типов. Столь высокая эффективность мутагенного действия резко отличается от того, что наблюдается при действии мутагенов на хромосомные гены, когда затронутой оказывается лишь небольшая часть популяции.

«Молекулы и клетки», под ред. Г.М.Франка

• Анализы с применением методов которые были разработаны для изучения хромосомной генетической системы
• Генетический анализ новых мутантных клонов sr’, sc’ и ас’
• Дезоксирибонуклеиновая кислота
• Контроль внехромосомных ген
• Вопрос функции генов
• Получение цитоплазмы оплодотворенными клетками у высших растений и животных
• Расщепление и рекомбинация внехромосомных генов
• Скрещивание, в котором участвовали две пары мутантных внехромосомных генов и три пары несцепленных хромосомных генов
• Возникновение дочерних клеток
• Вопросы о ДНК оставшиеся без ответа
• Упорядоченный характер хромосомной наследственности