Войти
petite (ρ–) - мутант, впервые обнаруженный в дрожжах Saccharomyces cerevisiae. Из-за дефекта дыхательной цепи «маленькие» дрожжи не могут расти на средах, содержащих только неферментируемые источники углерода (например, глицерин или этанол), и образуют небольшие колонии при выращивании в присутствии сбраживаемых источников углерода (таких как глюкоза).). Фенотип petite может быть вызван отсутствием или мутациями митохондриальной ДНК (называемой «цитоплазматической Petites») или мутациями в генах, кодируемых ядром, участвующих в окислительном фосфорилировании. Нейтральный petite дает все потомство дикого типа при скрещивании с диким типом.
миниатюрные мутации могут быть индуцированы с использованием различных мутагенов, включая ДНК интеркалирующих агентов, а также химических веществ, которые могут препятствовать синтезу ДНК в растущих клетках. Мутагены, которые создают Petites, участвуют в увеличении частоты дегенеративных заболеваний и в процессе старения.
Мутация, приводящая к образованию небольших (petite ">petite) анаэробных колоний, была впервые показана на дрожжах Saccharomyces cerevisiae и описана Борисом Эфрусси и его сотрудниками в 1949 году в Гиф-сюр-Иветт, Франция. маленькие колонии были меньше, чем колонии дикого типа, но термин «маленькие» относится только к размеру колонии, а не к размеру отдельных клеток.
Более 50 лет назад в лаборатории во Франции, Эфрусси и др. обнаружили неменделирующий наследственный фактор, который важен для дыхания дрожжей, Saccharomyces cerevisiae. S. cerevisiae без этого фактора, известный как ρ-фактор, описывается развитием небольших колоний по сравнению с дрожжами дикого типа. Эти более мелкие колонии были названы маленькими колониями. Было обнаружено, что эти маленькие мутанты образуются спонтанно естественным образом со скоростью 0,1% -1,0% каждое поколение. Они также обнаружили, что обработка S. cerevisiae дикого типа агентами, интеркалирующими ДНК, может быстрее вызвать эту мутацию.
Шатц идентифицировал область ядерной ДНК дрожжей, которая была связана с митохондриями в 1964 году. Позже, было обнаружено, что мутанты без ρ-фактора не имели митохондриальной ДНК (называемой ρ изолятами) или что они обладали разницей в плотности или количестве митохондриальной ДНК (называемой ρ изолятами). Использование электронной микроскопии для просмотра ДНК в митохондриальном матриксе помогло проверить актуальность митохондриального генома.
S. cerevisiae с тех пор стала полезной моделью старения. Было показано, что по мере старения дрожжи теряют функциональную митохондриальную ДНК, что приводит к репликативному старению или неспособности к дальнейшей репликации. Было высказано предположение, что существует связь между потерей митохондриальной ДНК и продолжительностью репликативной жизни (RLS), или количеством раз, когда клетка может воспроизводиться, прежде чем она умрет, поскольку было обнаружено, что увеличение RLS устанавливается с теми же изменениями. в геноме, которые усиливают размножение клеток, не содержащих митохондриальную ДНК. Генетический скрининг генов и путей, связанных с продолжительностью жизни, можно упростить и ускорить, выбрав генетические супрессоры миниатюрных негативных мутантов.
Для миниатюрных животных характерен дефицит цитохромов (, a3 + b) и недостаток респираторных ферментов, участвующих в дыхании митохондрий. Из-за ошибки в пути дыхательной цепи «маленькие» дрожжи неспособны расти на средах, содержащих только неферментируемые источники углерода (например, глицерин или этанол), и образовывать небольшие колонии при выращивании в присутствии ферментируемых источников углерода (таких как глюкоза). Отсутствие митохондрий может вызвать миниатюрный фенотип или делеционные мутации в митохондриальной ДНК (называемые «цитоплазматические петитес»), которые представляют собой делеционные мутации, или мутации в кодируемых ядром генах, участвующих в окислительном фосфорилировании.
Маленькие мутанты могут быть созданы в лаборатории с использованием высокоэффективных обработок, таких как акрифлавин, бромид этидия и другие интеркалирующие агенты. Их механизмы работают, чтобы разрушиться и вызвать в конечном итоге потерю митохондриальной ДНК: если время лечения увеличивается, количество митохондриальной ДНК уменьшится. После продолжительного лечения были получены петиты, не содержащие обнаруживаемой митохондриальной ДНК. Это полезный подход для иллюстрации функции митохондриальной ДНК в росте дрожжей.
Паттерн наследования генов, существующих в органеллах клетки, таких как митохондрии, который назван цитоплазматическим наследованием, отличается от паттерна ядерных генов.
Маленькие мутанты демонстрируют внеядерное наследование. Тип наследования варьируется в зависимости от типа вовлеченного petite. Маленькие мутанты демонстрируют внеядерное наследование. Тип наследования варьируется в зависимости от типа вовлеченного petite.
Segregational petites (pet–): мутанты создаются ядерными мутациями и демонстрируют менделевскую сегрегацию 1: 1.
Neutral petites (rho – N): Нейтральные petite при скрещивании с диким типом, все потомство дикого типа. Он унаследовал нормальную митохондриальную ДНК от родителя дикого типа, которая реплицируется в потомстве.
Супрессивный petites (rho – S): скрещивается между маленьким и диким типом, все потомки маленькие, показывая «доминантный» поведение для подавления функции митохондрий дикого типа.
Большинство миниатюрных мутантов S. cerevisiae относятся к супрессивному типу, и они отличаются от нейтральных миниатюрных, влияя на митохондриальную функцию дикого типа, хотя оба являются мутациями в митохондриальной ДНК. Митохондриальный геном дрожжей станет первым эукариотическим геномом, который будет понят с точки зрения как структуры, так и функции, и это должно облегчить понимание эволюции геномов органелл и их взаимосвязи с ядерными геномами. Очевидно, что работа Эфрусси не только открыла путь области внехромосомной генетики, но также обеспечивают фантастический стимул для исследований, которые продолжались и по сей день.
Хотя S. cerevisiae широко изучался в этой и других областях, трудно сказать, насколько молекулярные механизмы этого процесса в митохондриальной ДНК законсервированы у других видов дрожжей. Все другие виды дрожжей, такие как Kluyveromyces lactis, Saccharomyces castellii и Candida albicans, продуцируют миниатюрные отрицательные мутанты. Потенциально, эти дрожжи имеют иную систему наследования митохондриального генома, чем S. cerevisiae.
Частота, с которой S. castellii спонтанно продуцирует petites, аналогична частоте S. cerevisiae с митохондриальной ДНК. из тех миниатюрных, которые сильно изменены путем удаления и перестановки. Супрессивные petites у S. cerevisiae являются наиболее часто наблюдаемыми спонтанно созданными мутантами, тогда как у S. castellii наиболее часто наблюдаемым спонтанным мутантом является нейтральный petite, что еще больше наводит на мысль о том, что перенос этой мутации отличается между видами. 53>Ссылки
