Простые системы. 
Самосборка

Исследователи X. Френкель-Конрат и Р. Уильямс показали, что инфекционные частицы ВТМ можно собрать из его РНК и субъединиц белка оболочки. Это означает, что возможна правильная самосборка надмолекулярных структур. В отношении ВТМ это упорядоченная ассоциация, молекулы РНК длиной 6 400 оснований и 2 130 идентичных полипептидов.

Путем самосборки можно реконструировать такие сложные молекулярные агрегаты, как рибосомы, даже у бактерий состоящие из трех типов РНК и 55 различных белков. Однако этот процесс происходит только последовательно: сначала одни белки присоединяются к определенным участкам рРНК, затем последующие белки взаимодействуют с образовавшимся комплексом и т. д.

В конце 1960;х гг. У. Вуд и другие построили временную последовательность сборки частицы бактериофага Т4 на основании исследований генетического контроля этого процесса. Для этого они использовали различные мутанты с дефектами сборки фага. Например, один мутант имеет блок сборки головки, другой — блок сборки хвоста. Если смешать искусственно полученные лизаты клеток, инфицированных такими мутантами, то можно получить целые фаговые частицы, обладающие инфекционной активностью.

Используя такой метод, У. Вуд и другие смогли показать, какие компоненты бактериофага способны к самосборке, а на каких этапах требуется действие генов, управляющих процессом построения частицы бактериофага (рис. 10.10). Многие из этих генов организованы в опероны, которые сгруппированы в нескольких участках генетической карты фага Т4. На уровне биологической организации прокариот и их вирусов выработаны некоторые механизмы регуляции действия гена и генетического контроля морфогенеза. Сборка надмолекулярных структур составляет важный этап внутриклеточного морфогенеза, но основные механизмы регуляции действия генов у эукариот работают по-другому.

Рис. 10.10. Морфогенез бактериофага: а — последовательность сборки частиц бактериофага Т4 (цифры — номера генов, мутации которых прерывают дальнейшее развитие); б — генетическая карта Т4, на которую нанесены гены, контролирующие морфогенез фага Таким образом, некоторые компоненты фага видны при электронномикроскопическом исследовании экстрактов клеток, зараженных мутантами по соответствующим генам. Мутации генов 11 и 12 приводят к образованию целой, но нестабильной частицы фага.