T4 rII 방식

T4 rII system

T4 rII 시스템은 시모어 벤저가 유전자의 하부 구조를 연구하기 위해 1950년대에 개발한 실험 시스템이다.이 실험 시스템은 박테리아 대장균을 감염시키는 바이러스인 박테리오파지 T4의 다른 돌연변이 변종의 유전자 교배에 기초하고 있다.

기원.

1950년대까지 파지 유전학 연구자들에 의해 확인된 T4 박테리오파지의 한 가지 돌연변이는 r로 알려져 있었고, 이는 파지가 정상보다 더 빨리 박테리아를 파괴하게 만들었다.이것들은 야생형 바이러스의 특징인 작은 플라크보다 더 큰 플라크가 생성되기 때문에 쉽게 발견될 수 있었다.유전자 매핑을 통해, 연구진은 R 돌연변이와 연관된, rI, rII, rII 로 불리는 T4 염색체의 특정 영역을 확인했다.1952년, RII 돌연변이로 실험을 수행하던 중, 시모어 벤저는 정상적으로 동작하지 않는 변종을 발견했습니다.1953년까지, 왓슨과 크릭의 DNA 구조 제안 발표 후, 벤저는 명백한 결함이 있는 r 돌연변이가 두 개의 다른 rII 돌연변이를 교배한 결과일 수도 있다는 생각을 떠올렸다, 각각의 rII 유전자의 일부가 온전하고, 그래서 잡종 변종들은 그것이 결합했기 때문에 rnotype을 전혀 나타내지 않았다.rII [1]유전자의 일부를 작동시킵니다.

거기서 벤저는 많은 독립적인 r 돌연변이를 생성할 수 있다는 것을 알게 되었고, 다른 r 변종 간의 재조합 빈도를 측정함으로써 단일 유전자의 하부구조를 그릴 수 있었다.어떤 rII 돌연변이 짝짓기 쌍 간에 성공적인 재결합 가능성은 적지만, 하나의 페트리 접시는 한 번에 수백만 번의 실험의 기초가 될 수 있습니다.이들은 야생형 T4에 민감하지만 돌연변이에 [2]민감하지 않은 K12( k)로 알려진 특정 대장균 균주를 사용하여 쉽게 선별할 수 있었다.

벤저의 개념은 각각의 유전자가 (왓슨과 크릭의 연구에 의해 암시된) 분열할 수 있는 핵산이 아닌 염색체를 따라 하나의 점으로 취급되는 고전적인 유전학적 사고 내에서 꽤 논란이 있었다.처음에, 존경받는 파지 유전학자이자 벤저가 속한 소위 파지 그룹의 리더인 맥스 델브뤼크는 벤저의 아이디어가 [3]터무니없다고 생각했습니다.

벤저의 작품

1954년부터 Benzer는 T4 rII 시스템을 사용하여 수백 개의 돌연변이를 만들고 교차시키며 rII 유전자의 구조에 대한 보다 상세한 지도를 개발했습니다.초기 연구에서 그는 rII 영역 내에서 두 개의 분리되었지만 매우 가까운 위치를 확인했는데, 그는 다른 폴리펩타이드를 코드하는 뉴클레오티드 배열이라고 제안했다.[4]

벤저는 여러 종류의 돌연변이를 알아냈어요일부는 결실로 분류했고 다른 일부는 점 돌연변이로 분류했어요벤저는 결손과 점 돌연변이를 보이는 많은 다른 균주의 다양한 교차에 의해 각 점 돌연변이를 시스트론 중 하나의 하위 영역으로 위치시키고 해당 하위 영역 내에서 점 돌연변이를 정렬했다.벤저는 또한 그의 rII 연구에서 잘못된 의미와 터무니없는 돌연변이를 제안했다.T4 rII 시스템을 통해 Benzer는 일반적인 유전자 실험보다 훨씬 낮은 0.02%의 재조합 빈도를 확인할 수 있었습니다.이는 한 [5]쌍 또는 두 개의 염기쌍 사이의 재조합을 검출하는 것과 같았다.

1950년대 초반에는 염색체 내 유전자가 재결합으로 분리되지 않고 끈에 구슬처럼 배열된 분리된 개체처럼 작용한다는 견해가 지배적이었다.1955-1959년 동안 T4 rII 시스템에서 결함이 있는 돌연변이를 사용한 벤저의 실험은 개별 유전자가 단순한 선형 구조를 가지고 있으며 DNA의[6][7] 선형 단면과 동등할 가능성이 있다는 것을 보여주었다.

타인에 의한 작업

벤저가 유전자의 미세한 구조를 탐구하기 위한 T4 rII 시스템의 힘을 증명한 후, 다른 사람들은 관련된 문제를 탐구하기 위해 시스템을 적용했다.예를 들어, 프란시스 크릭과 다른 사람들은 유전자 [8]코드의 세쌍둥이를 나타내기 위해 벤저가 발견한 특이한 돌연변이 중 하나를 사용했다.

1961년 박테리오파지 T4의[9][10] rIIB 유전자의 프레임시프트 돌연변이를 사용하여 각 아미노산에 대한 DNA 코드의 세 가지 염기서열이 입증되었다(크릭, 브레너 등 참조). 실험)을 실시합니다.

유명한 칼텍 이론 물리학자 리처드 파인만은 1961년 여름 동안 T4 rII 시스템을 연구했고 그의 실험 결과는 에드거 [11]등에 의해 출판되었다.이 저자들은 rII 돌연변이들 간의 재조합 빈도가 엄격히 가법적이지 않다는 것을 보여주었다.2개의 rII 돌연변이(a x d)의 교차로부터의 재결합 빈도는 일반적으로 인접한 내부 하위 간격(a x b) + (b x c) + (c x d)의 재결합 빈도의 합보다 작다.엄격히 가법적이지는 않지만, 재조합의 기본 분자 메커니즘을 반영하는 체계적인 관계가 관찰되었다[12](유전자 재조합 및 합성 의존성 가닥 어닐링 참조).

메모들

  1. ^ 와이너, 52페이지
  2. ^ 자야라만, 페이지 903
  3. ^ 와이너, 53페이지
  4. ^ 자야라만, 페이지 904-905
  5. ^ 자야라만, 905-908페이지
  6. ^ Benzer S (1955). "Fine Structure of a Genetic Region in Bacteriophage" (PDF). Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 41 (6): 344–54. Bibcode:1955PNAS...41..344B. doi:10.1073/pnas.41.6.344. PMC 528093. PMID 16589677.
  7. ^ Benzer S (1959). "On the Topology of the Genetic Fine Structure". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 45 (11): 1607–20. Bibcode:1959PNAS...45.1607B. doi:10.1073/pnas.45.11.1607. PMC 222769. PMID 16590553.
  8. ^ 자야라만, 페이지 907-908
  9. ^ CRICK FH, BARNETT L, BRENNER S, WATTS-TOBIN RJ (1961). "General nature of the genetic code for proteins". Nature. 192 (4809): 1227–32. Bibcode:1961Natur.192.1227C. doi:10.1038/1921227a0. PMID 13882203. S2CID 4276146.
  10. ^ Sydney Brenner(저자), Lewis Wolpert(기부자), Errorl C.프리드버그(기고자), 엘리너 로렌스(기고자) 2001년 마이 라이프 인 사이언스:Sydney Brenner, A Life in Science (93-96페이지 참조)2001 Biomedi Central Ltd (출판사) ISBN 0954027809 ISBN 978-0954027803
  11. ^ EDGAR RS, FEYNMAN RP, KLEIN S, LIELAUSIS I, STEINBERG CM (1962). "Mapping experiments with r mutants of bacteriophage T4D". Genetics. 47 (2): 179–86. doi:10.1093/genetics/47.2.179. PMC 1210321. PMID 13889186.
  12. ^ Fisher KM, Bernstein H (1965). "The additivity of intervals in the RIIA cistron of phage T4D". Genetics. 52 (6): 1127–36. doi:10.1093/genetics/52.6.1127. PMC 1210971. PMID 5882191.

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