История биологии с начала XX века до наших дней

Образование кольцевой формы и «липких концов» ДНК фага % (по Э. Кэмпбеллу, 1969).

а — хромосома инфекционной частицы фага λ. Слева находится ген А, справа — ген R; б — при нагревании раствора ДНК фага до 60° и медленном охлаждении «липкие концы» соединяются друг с другом. При нагревании до 70° «липкие концы» плавятся, и быстрое охлаждение восстанавливает линейную структуру молекулы ДНК фага λ; в — в зоне соединения «липких концов» имеется разрыв в двойной спирали ДНК, который «сшивает» фермент ДНК-лигаза. При вхождении колец дочерней ДНК в головку фага-потомка специальный «надрезающий фермент» делает разрыв в каждой цепи; в результате образуется линейная хромосома с «липкими концами».

В 50-х годах тщательному изучению подвергся фаг λ. Во многих отношениях он оказался сходным с Т-четными фагами. Частица его состоит из головки и длинного отростка. По составу ДНК фаг λ также близок Т-четным фагам (в его ДНК не содержится только гликолизированного оксиметилцитозина). Наибольший интерес представляет открытие «липких концов» — одноценочечных участков длиной в 20 нуклеотидов на каждом из 5’-концов ДНК фага λ (А. Херши, Е. Буржи, Л. Ингрем, 1963). Эти участки комплементарны и поэтому позволяют молекуле ДНК свертываться в кольцо. ДНК внутриклеточного фага представляет собой замкнутое ковалентной связью кольцо, образованное путем «скрепления» липких концов (Е. Янг, Р. Синсхеймер, 1964). В 1967 г. Р. Ву и А. Кайзер расшифровали нуклеотидную последовательность липких концов фага λ. При созревании фаговых частиц кольцевая вегетативная ДНК «перекусывается» ферментом по двум специфическим межнуклеотидным связям в разных полинуклеотидных цепях, что восстанавливает линейную структуру ДНК с липкими концами, которая и служит хромосомой для дочерних инфекционных фаговых частиц.

В 1961 г. Э. Кэмпбелл выделил большое число условно-летальных мутантов фага λ(мутации могут располагаться в разных частях хромосомы). Скрещивая их между собой, а также другие выделенные к этому времени мутанты фага λ, Кэмпбелл построил генетическую карту фага λ, на которой ему удалось идентифицировать 18 генов. Он показал, что гены от А до F ответственны за синтез белка фагового отростка, гены от G до J — за формирование головки, ген R — за синтез лизоцима. Все эти гены в отличие от гена N, контролирующего репликацию ДНК, относятся к «поздним генам».

Генетическая карта вегетативного фага λ (по Э. Кэмпбеллу, 1961).

Гены A-R необходимы для воспроизводства фага в продуктивном цикле. Гены С_I, С_II и С_III связаны с репрессией продуктивного цикла.