Тонка я структура гена.

Дж. Бидд и Е. Тэйтум сформу лировали принцип «один ген — один фермент», означавший, что каждый ген контролирует синтез какого-либо фермента.

С. Бензера, ра­ботал с мутациями в локусе rII бактериофага Т4 Е. coli. Особен­ность этих мутантов состо­ит также в том, что они во­обще не могут размножать­ся в клетках штамма Е. coli К12, лизогенного по фа­гу λ.  Эти взаимоотношения мутантов rII со штаммами Е. со li соз­дают возможность: 1) выращивать только ревертанты и рекомби­нанты r+ на штамме Е. со li К 12 (λ); 2) одновременно исследо­вать мутанты rII и фаги дикого типа — г⁺ на штамме Е. coli В.                                                                                                                     При заражении бактериальной клетки двумя фаговыми части­цами между их геномами возникают функциональные отношения, аналогичные отношениям между гомологичными хромосомами диплоида . При этом обнаруживается доминирование признаков нормального фага, выражающегося в образовании мел­ких стерильных пятен как на штамме В, так и на штамме К12 (Л). Таким образом, между различными мутациями rII возможен функциональный тест на аллелизм. На основе функционального теста на аллелизм выяснилось, что локус rII включает два гена: А и В. В ходе репликации фаговых геномов после инфекции бакте­риального штамма двумя мутантами rII могут образовываться рекомбинанты дикого типа. Час­тота появления этих рекомби­нантов пропорциональна рас­стоянию между мутантными точками в геноме бактериофага.          При попарном исследовании способности к рекомбинации трех различных мутантов rII получаемые значения частот рекомбинации могут быть использованы для линейного расположения мутаций на основе прин­ципа аддитивности.                                                                                                                                         Общее количество необходимых скрещиваний удалось резко сократить благодаря методу перекрывающихся делеций. Стабильные мутанты не могли образовывать рекомбинантов при скрещивании с несколькими мутантами, рекомбинировавшими друг с другом. С. Бензер решил, что такие «стабильные» мутанты возникли в результате выпадения целых участков локуса rII.                                                Использование делеций при картировании позволяет заменить количественный учет частоты рекомбинации качественным тестом. При скрещивании точкового и делеционного мутантов рекомбинан­ты могут появиться, только если делеция не перекрывает участок, в котором локализована точковая мутация. Взаимное положение мутаций, оказавшихся в одном сегменте, определяли попарными скрещиваниями. В локусе rII удалось выявить 308 мутационных точек, или сайтов, рас­положенных в линейной последовательности. На карте ген А занимает участок примерно в 2 раза больше, чем ген В. Отдельные точки локуса rII обладают различной мутабильностью. Наиболее мутабильные из них получили наименование горячих точек.  При индуцированном мутагенезе в локусе rII горячие точки распределяются характерно для каждого использованного мутагена, отлично от распределения, характерного для спонтанного мутирования. Была сопоставлена размерность генетической карты бактериофага (частоты рекомбинации) с раз­мерностью молекулярных структур, ответственных за хранение и передачу наследственной информации, т. е. с числом нуклеотидных пар молекулы ДНК. Минимальная частота рекомбинации составляла 0,02 %. С минимальной частотой рекомбинация происходила на расстоянии около двух нуклеотидных пар.                  Рекомбинация может разделять соседние пары нуклеотидов, наименьший участок ДНК, который изменяется при мутировании, — это пара нуклеотидов.

Для отне­сения двух мутаций к одной или разным единицам функции использовали так называемый цис-транс-тест, изо­бретенный Е. Льюисом. Согласно этому тесту мутации попарно испытывают в гетерозиготе в двух конфигурациях: цис — когда обе мутации в гибриде происходят от одного родителя, и транс — когда они поступают в гибрид от разных родителей. Если цис- и транс-гетерозигота имеют одинаковый (дикий) фенотип, то мутации затрагивают разные единицы функций, а если цис- и транс-гетерозиготы разного фенотипа (цис — дикий, а транс — мутантный), то мутации затра­гивают одну единицу функции, которую он предложил называть цистроном.

Для рецессив­ных мутаций цис-транс-тест сводится к функциональному тесту на аллелизм Т. X. Моргана и таким образом понятия цистрон и ген как единица функции совпадают.                                   Достижением в работе С. Бензера была разра­ботка метода перекрывающихся делеций для внутригенного кар­тирования, благодаря которому стало возможным «насыщать» генетическую карту мутациями. Он впервые перевел величины, измеряемые в генетическом анализе, в молекулярную размер­ность: сопоставил их с мономерами молекулы ДНК. Итогом этой работы было разрешение кажущихся противоречий между критериями аллелизма. Стала очевидной их относительность, особенно в отношении рекомбинационного критерия аллелизма. Функциональный же критерий аллелизма сохраняет свою ценность с учетом возможности межаллельной комплементации.

Бензер ввел: цистрон – единица ф-ции, рекон – единица рекомбинации, мутрон – единица мутации.