Результати, отримані Бензер, відразу використовували багато генетики, біофізики, радіобіології.
Мутації rII області фага Т4 стали використовувати для вивчення всіляких впливів на ДНК. В наші дні фаг Т4 і його r-мутанти стали найпопулярнішими «солістами» в «генетичному хорі».
Цей об'єкт використовував і Френсіс Крік для постановки досліджень, присвячених природі генетичного коду. Ми весь час писали про ДНК, про те, що вона несе генетичну інформацію, але до сих пір не пояснили, як же зроблений запис спадкової інформації в молекулі ДНК. Крик і Уотсон у своїй гіпотезі припускали, що цей запис здійснюється за рахунок чергування азотистих основ вздовж молекул ДНК. Вони вважали, що перестановка підстав змінює зміст генетичної записи.
Перш за все нам потрібно розібратися, що слід записати в генетичному коді, а потім вже, як записати. Питання про те, що потрібно кодувати, ніколи не підлягав сумніву. Кодувати треба білки і в першу чергу так звані ферментні білки. Від їх роботи і залежать всі властивості, все життя організму. А якщо так, то, може бути, перший ключ до розуміння генетичного коду дасть вивчення будови білків.
І якщо властивості білків залежать від чергування амінокислот, то, отже, в ДНК повинен бути закодований порядок їх чергування.
І потрібно було зрозуміти алфавіт спадкової записи. У ДНК чотири підстави. З їх допомогою треба закодувати 20 амінокислот. Очевидно, що якщо кожне азотистих основ ДНК давало одну амінокислоту, то підстав на всі амінокислоти не вистачило б. Вихід один - одну амінокислоту може кодувати тільки різне поєднання з чотирьох букв. Коли Крик розмірковував над тим, як могло здійснитися кодування, він прийшов до висновку, що таке кодування навряд чи могло бути проведено двома підставами, бо з чотирьох елементів можна утворити тільки 4X4 = 16 різних пар, тоді як необхідно, по крайней мере, 20 для синтезу амінокислот і, ймовірно, ще 1-2 для інших цілей. Він прийшов до висновку, що кодова одиниця, одиниця, відповідальна за одну амінокислоту, складається з трьох підстав. Отже, за допомогою чотирьох букв літерного алфавіту дезоксирибонуклеїнової кислоти природа пише слова, в яких завжди по три букви.
Таким було припущення Крика. Висловлено воно було в 1953 році і привернуло до себе увагу багатьох математиків і фізиків, які почали роздумувати над тим, як же підстави в ДНК можуть будуватися в ці трьохбуквені слова. Було придумано багато гіпотез, але суть усіх їх зводилася до наступних схем: код може бути перекривається і неперекривающійся і в будь-якому випадку може мати проміжки між словами або бути суцільним.
Однак дослідження білків показали, що навряд чи код може бути перекриваються, бо ніколи заміна одного підстави в ДНК не приводила до заміни відразу декількох амінокислот у білку, а це з переконливістю випливало з перекривати коду. З роками «кодові пристрасті» вщухали, були перепробувані багато схем, але останнє слово завжди залишалося за самою природою. Нарешті, з'явився опис експерименту Ф. Крика, з якого було ясно, що він відкрив «трилітерний неперекривающійся код».
Як же Крик зумів дізнатися ці «три карти» природи? Допоміг йому все той же Бензер і його система rII-мутантів фага Т4. Діючи на цей фаг мутагенів-профлавіном, Крик отримував точкові мутації, що виникали від того, що профлавін вставляв або вибивав одне або два підстави у ДНК.
Досвід Крика і його співробітників був простий: обробляючи профлавіном фаг Т4, вчені отримали точкову мутацію фага Т4 - він перестав рости на кишкову паличку. Цю мутацію позначили ще знаком «+», припустивши, що вона сталася від вставляння десь в ділянці rII зайвого підстави. За допомогою методу генетичного картування Бензера, про який ви вже читали, цю мутацію локалізували в ділянці rII ДНК. Тепер вже мутант обробили ще раз профлавіном, і ... фаг почав рости на К. Він став знову диким.
Що це може бути? Випадання вставленого раніше підстави? А може бути, нова мутація, але тепер вже не «+»> а «-», тобто випадання підстави, але в іншому місці, де-небудь по сусідству з плюсом? Знову генетичне картування приходить на допомогу і дає відповідь: в молекулі ДНК »провідною себе як немутантний, є дві мутації. Отже, друга мутація придушила дію першої, стала, як кажуть генетики, супрессором першої мутації. Так найімовірніше, друга мутація - це «мінус»? Новий етап обробки профлавіном, але тепер уже фага, що несе супрессорную і основну мутацію. І знову ... фаг перестає рости на К. Що тепер? Генетичне картування дає відповідь: поруч з двома мутаціями, позначеними «+» і «-», виникла третя. Що ж, знову «+»? Супресор першого супрессора? І ось в пробірках дослідників накопичуються нові супресори супресорів, до них ще супресори і т. Д.
Але відвернемося на хвилину від бензеровскіх фагів і криковських супресорів. Подумаємо над тим, як взагалі можна повернутися до нормального читання в фразі з трибуквених словами. Давайте напишемо таку фразу з однакових слів:
АВС АВС АВС АВС АВС АВС АВС АВС
1 слово 2 слово 3 слово 4 слово 5 слово 6 слово 7 слово 8 слово
ABC ABC ABA ВСА ВСА ВСА ВСА ВСА
До того місця, де вийняли букву, сенс фрази залишався правильним, а потім був втрачений. Зробимо протилежну операцію, вставимо де завгодно букву:
ABC ABB CAB АВС АВС АВС АВС АВС
Тепер вся фраза, крім ділянки між вставленої і випала буквами, читається правильно.
Роздумуючи над такими фразами, складеними з слів по три букви, Крик прийшов до думки: можна запропонувати схему дослідів, які дадуть відповідь на питання, скільки букв входить в кодову одиницю природи. Припустимо, що кодова одиниця складається з трьох букв. Тоді, якби можна було вставити відразу три або вийняти відразу три букви, то ми лише трохи порушили б читання, а в основному воно залишилося б правильним. Якщо ж код не трилітерний, тоді якесь інше число вставлений і випадінь призведе до збереження читання.
АВС АВВ САА ВСА ВСС АВС АВС АВС АВС, тобто читання, порушене першим і другим вставленим, відновилося б після третьої вставленої літери. Звичайно, ця фраза відрізняється від початкової. Якщо в першій фразі у нас були тільки АВС, то чотири «невірних» слова - АВВ, САА, ВСА і ВСС. Але так як вони розташовані поруч, то длят клітини така помилка не виявиться фатальною. Розуміємо ж ми мова гаркавого людини. Вчені висівають такий тричі плюсовий фаг на кишкову паличку і чекають результатів досвіду. Через кілька годин на чашках з газонами кишкової палички видно чіткі дикі бляшки. Удача! Фаг з введеними трьома плюсами знову став диким. Код трилітерний. Вчені перевірили і комбінацію з трьох мінусів. Як і слід було з теорії, такий фаг подібно до трьох плюсів давав дике потомство на лінії К.
Поділіться посиланням з друзями