С.Г. Инге-Вечтомов - Генетика с основами селекции (1117682), страница 37
Текст из файла (страница 37)
Если скрещиваются Р' и Р, то освобождаемый в результате надреза у-'конец цепи ДНК начинает «разматываться» и проникает в клетку Р . Таким образом, в донор попадает одноцепочечная копия Г-фактора, которая там реплицируется и превращается в двуцепочечную форму, замыкающуюся в кольцо.
То, что в и":клетки передается только Б но нуг Рис. 9.6. Мобилизация бактериальной «ромосомм при конъюгации: гации: А — интеграция р-фактора; Б — инициация репликации по механизму катящеюся кольца;  — перенос одн днов нити в клетку-рецияиент (Р ) с репликаццей по ме механизму катящегося кояьца помощью так называемых мини- одна цепь г"-фактора, показано с помощь клетгнс Е со(г. У этой бактерии есть )г ' -штаммы, в з тве образующие абор еоида. Это и ес .
Эт есть мини-клетки. Они ны и лишенн е нукл г'г из ть НК. После конь К. о но епочечные копии г"-ДН мини-клето ток были выделены одноцеп и ван с хромосоме, й то прн конъюгаадре - и ии ет ее репликацию по механизму б) Э б .
Т б~~ю~, при ~~~~ю~«~ вано с помощью мини-клеток. аким о пе выми маркерами, а — бывает очень редко из- а р пе ается вместе с первы -за азчасть — с самы~и посл д е ними, что ы канала и перенос а Р ывов конъюгационного к . Вырезание (эксцизия) г-фактор г'-факторы и сексду ция. из хромосомы Оуг-ш тамма иногда ывает нето участок и"-фактора. бактериальной хромое мосомы замещает у й г" -(г-прим) ктор; чл он становится способн иальные гены независи зуется так называемы симо от хромосомы, д н- Э но вместе Е И и можно получать у ци й.
ней. Благодаря сексдукции м ои ) по тем генам, м которые включены в диплоиды (меродиплоиды 207 гч-фактор. Таким образом, возможно исследование аллельных отношений н эффектов увеличения дозы гена у бактерий, что в какой-то мере компенсирует отсутствие у ннх регулярной днплондной фазы.
Между гомологнчнымн участками на Р'-факторе н хромосоме возможна рекомбннацня, которая будет приводить к образованию клеток Н1т с дуплнкацней бактернальных генов в случае одиночного кроссннговера нлн к рецнпрокному обмену генами между т"' н бактериальной хромосомой в случае двойного кроссннговера. 9.2. Трансформация Трансформация бактерий — это нервное ДНЕ, изолированной из одних клеток в другие. О явлении трансформации было сказано в гл. 6.
Прн трансформация ДНК, вьщеленную нз клеток одного штамма, поглощают клетки другого штамма — реципиента. С помощью генетических маркеров об этом можно судить по изменению фенотнпа реципиента. Трансформация возможна у целого ряда бактерий: Ег1р!ососсиз, НеторЫ1из, Хе1ззег1а„Вас1Ииз, а также у актнномнцетов, цнанобактерий. н других н имеет обгцне закономерности. Лучше всего она изучена у таких бактерий, как В. рлеитошае, В.
киЫ111х, Н. т11иелхае. В процессе трансформации рассматривают следующие стадии. Для того чтобы ДНК проникла в бактернальные клетки, онн должны находиться в состоянии компетентности. Возникновению компетентности, приобретаемой лишь частью клеток культуры обычно в середине логарифмической стадии роста, способствует особый белок. В присутствии хлорамфеннкола — ннгнбитора белкового синтеза — состояние компетентности не развивается, В то же время антибиотик, добавленный к компетентной культуре, компетентности не подавляет.
Следовательно, белок, стимулирующий компетентность, вырабатывается в ходе роста культуры. Сначала ДНК связывается с поверхностью компетентных клеток. Обычно трансформируюьцая ДНК имеет молекулярную массу около 1 ° 10' Д, что составляет около 0,5 'К, бактериальной хромосомы. ДНК, связанная с компетентными клетками, расщепляется специальными нуклеазамн до фрагментов с молекулярной массой 4 — 5 1О" Д. После этого фрагменты ДНК проникают в клетку, Некоторые бактерии, а частности пневмококкн, могут неспецнфнческн поглощать ДНК нз разных источников. В то же время, например НеторЫ1ид поглощает только свою, гомологнческую ДНК. Фрагменты менее 5 10' Д в клетку не проникают.
После попадания в бактерию двуцепочечная ДНК превращается в одноцепочечную: одна нить ДНК деградирует. На заключительной стадии происходит интеграция одноцепочечного транс- 208 формирующего фрагмента с ДНК клетки-реципиента. При этом репликация не требуется, и включаемый фрагмент физически объединяется с ДНК реципиента. Весь процесс трансформации завершается в течение 10 — 30 мин. Частота трансформации разных бактерий составляет около 1 %.
Для некоторых бактерий показана трансформация в естественных условиях, например в организме инфицированного животного — для !)!р!ососсиз рпеитоп(ае, а также в условиях культуры — для Вас!Ииз зиЬВ!(з. Это означает, что трансформация— не экзотический прием генетического анализа, а естественный биологический процесс. В то же время в последние годы в связи с развитием генной инженерии широко применяется плазмидная, или векторная, трансформация, которая заключается во введении в клетки бактерий, а также эукариот генов, интегрированных в естественные или искусственные плазмиды (см.
гл. 11). 9.3. Трансдукция Трансдукцией называют перенос генов из одних бакгериальных клеток в другие при помои(и бактериофага. Это явление в 1951 г. открыл Н. Зиндер — ученик Дж. Ледерберга. Прежде чем обратиться к трансдукции, необходимо рассмотреть взаимоотношения между бактериями и бактериофагами. Вирулеитные и умеренные бактериофаги.
Бактериофаги, или вирусы бактерий, делят на две категории: вирулентные и умеренные. Вирулентный бактериофаг (или просто — фаг), проникая в клетку, вызывает литическую реакцию, т. е. размножается н лизирует бактерию. Умеренные бактериофаги могут вызывать как литическую, так и лизогенную реакцию. В последнем случае инфицирующий фаг переходит в состояние щюфага, который воспроизводится синхронно с хромосомой бактерии. Бактерии, несущие профаг, называют лизогенными. Лнзогенные бактерии приобретают иммунитет, т. е. устойчивость к дополнительному заражению тем же бактериофагом, который их лизогенизировал.
Лизогенное состояние устойчиво воспроизводится. Профаг при этом теряется с частотой около 1 на !О! — !О" клеточных делений. В лизогенных культурах может происходить индукции бактериофага, в результате чего наблюдается массовый лизис бактерий. Такое явление происходит спонтанно и стимулируется целым рядом агентов, повреждающих ДНК: ультрафиолетовыми и рентгеновскими лучами, алкилирующими соединениями, азотистым ипритом, органическими перекисями и т.
д. Следует подчеркнуть, что, заражая бактериальную клетку, умеренный фаг может вызвать как литическую, так и лизогенную реакцию. Вероятность того и другого варианта зависит от физиологического состояния культу- ры. Кроме того, умеренные бактериофаги могут мутационным путем превращаться в внрулентные, что подчеркивает относительность классификации.
Общая, или неспецифическая, трансдукцня. Трансдукцию осуществляют умеренные бактериофаги. К их числу относится и фаг Р22, при помощи которого Н. Зиндер впервые обнаружил трансдукцию у Ба1топейа гурй!тиг(ит. Два штамма этой бактерии, нуждавшиеся в аминокислотах (один — рле ггр гуг+ +, другой — ++ -1- те1 Ь(з), высевали в смешанной культуре на минимальную среду. В результате по"- явились прототрофные колонии с частотой около 1)( 10 '. Как видно, логика эксперимента была та же, что и при поисках коньюгацин у Е. соИ (см. с.
200). На сей раз, правда, иными оказались результаты выращивания двух названных штаммов 5. 1урй(тиг)ит в разных отростках ~3-образной трубки, разделенных бактериальным фильтром. Рекомбинанты были получены и в этом случае. Следовательно, для их образования не нужен контакт между клетками, как при конъюгации. Оказалос~ь что фильтрующийся агент, переносящий гены,— это умеренный бактериофаг Р22, по которому был лнзогенным один из штаммов, изученных Н. Зицдером и Дж. Ледербергом. Поскольку фаг Р22 мог трансдуцировать любые гены сальмонеллы, это явление назвали общей или неспецифической грансоукцией.
Как показал в 1955 г. Е. Леннокс, такой же способностью обладает н бактериофаг Р1 Е. соИ. Этот фаг переносит очень небольшой фрагмент хромосомы Е. соИ. Например, совместная трансдукцня генов (йг и 1еи наблюдалась только в 10г,' случаев, т. е. одна фаговая частица из 100, трансдуцирующих ген гйг, несла и ген 1еи, хотя на генетической карте Е. соИ, построенной при конъюгации, этн локусы тесно сцеплены и находятся на расстоянии около 2 % общей длины генома. Общая трансдукция оказалась следствием включения фрагментов ДНК Е. соИ, зараженной фатом Р!, в инфекционные частицы бактериофага. Причем такие частицы вообще не содержат нлн содержат очень мало фаговой ДНК.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
