Трансдукция - гэта што такое?

были описаны в разное время. Трансфармацыя і трансдукция былі апісаны ў розны час. Апошняя была адкрыта ў 1952 г. У артыкуле разгледзім, якія існуюць віды трансдукции, якімі асаблівасцямі яны валодаюць і дзе выкарыстоўваецца гэтая з'ява.

Першыя даследаванні

У студэнцкія гады Н. Циндер, працуючы ў лабараторыі Ледерберга, займаўся вывучэннем наяўнасці кан'югацыі у Salmonella typhimurium. Ён выкарыстаў 20 моноауксотрофных яе штамаў. Пры парамі іх змешванні навуковец спрабаваў выявіць прототрофное нашчадства. У 9 выпадках з 79 камбінацый былі выяўлены клоны такіх клетак. У сувязі з тым, што ні адзін з першапачатковых штамаў ня утвараў репертантов на мінімальнай асяроддзі, Цингер зрабіў выснову пра тое, што паміж імі ажыццяўляецца кан'югацыі, падчас якой перадаецца спадчынная інфармацыя.

Каб пацвердзіць гіпотэзу, разам з Ледербергом ён паўтарыў эксперымент Дэвіса з выкарыстаннем U-вобразнай прабіркі, падзеленай фільтрам са шкла, ня які прапускаў клеткі мікраарганізмаў. У даследаванні выкарыстоўваліся штамы Salmonella typhimurium 2Ahis- і 22Atrp-. У адну галіну прабіркі уносілася культура штаму 22А, у іншую - 2А. Абедзве былі ў канцэнтрацыі 1 • 108 кл / мл. Пасля перыяду інкубацыі ў частцы з утрыманнем штаму 22А былі выяўлены прототрофные клеткі. Яны ўтвараліся з частатой 1 • 10-5. У другой галінцы прабіркі прототрофные клеткі адсутнічалі.

Вынікі эксперыменту не пацвердзілі гіпотэзу аб конъюгационном пераносе інфармацыі ў штамаў 22А і 2А.

Трансдукция: вопыт

Пры наступнай праверцы было выяўлена, што штам 22А інфікаваны фагом Р22. Ён здольны заражаць і лизировать клеткі Salmonella typhimurium 2А. Пракраўшыся праз фільтр, ён інфікаваў клеткі, рэпрадуцыравана і раствараў іх. Разам з гэтым адбывалася вызваленне фільтруе агента (як яго назвалі Ледерберг і Цингер). Ён, у сваю чаргу, пранікаў праз шкло. Пад уздзеяннем фільтруе агента некаторыя клеткі ў штам 22А набывалі спецыфічныя спадчынныя прыкметы. Яны былі аналагічныя тым, якія прысутнічалі ў штам 2А, з якога вылучаўся ФА.

У прыватнасці выявілася здольнасць да сінтэзу трыптафану. Было вызначана, што актыўнасць фільтруе агента ня губляецца ў працэсе апрацоўкі яго ДНКазы. Гэта выключала верагоднасць трансфармацыі. Пры гэтым устаноўлена, што ўласцівасці фільтруе агента ідэнтычныя характарыстыках фага Р22. З гэтага быў зроблены выснова, што апошні пераносіць інфармацыю ад штаму 22А да 2А, што выступала ў якасці доказы спадчыннай ролі нуклеінавых кіслот.

Трансдукция як паняцце была ўведзена для абазначэння гэтай з'явы перадачы генетычных дадзеных.

спецыфіка працэсу

специфичное явление, при котором осуществляется перенос генетической информации от клетки-донора к клетке-реципиенту при помощи фага . Трансдукция - гэта спецыфічнае з'ява, пры якім ажыццяўляецца перанос генетычнай інфармацыі ад клеткі-донара да клеткі-рэцыпіенту пры дапамозе фага. Яно заснавана на тым, што падчас размнажэння фагов могуць фармавацца іх часціцы. Разам з ДНК або замест яе яны ўключаюць і іншыя фрагменты і былі названыя трансдуцирующими. Па сваіх адсарбцыйным уласцівасцях і марфалогіі яны аналагічныя звычайным фагов вирионам. Аднак калі яны інфікуе новыя клеткі, адбываецца перадача генетычных дэтэрмінант мінулага гаспадара. Механізм трансдукции, такім чынам, складаецца ў наступным. Для перадачы генетычных дэтэрмінант неабходна правесці размнажэнне фага на клетках Штам-донара. Пасля гэтага варта атрыманы фаголизат ўвесці ў клеткі рэцыпіента. Выбар трансдуктантов ажыццяўляецца на селектыўных асяроддзях. У іх зыходныя клеткі-рэцыпіенты расці не могуць.

класіфікацыя

Пры вывучэнні з'явы было ўстаноўлена, што адны фагі валодаюць здольнасцю перадаваць розныя гены, а іншыя - толькі канкрэтныя. У адпаведнасці з гэтым, вылучаецца два тыпу пераносу дадзеных:

1. Генералізованный трансдукция. явление предполагает передачу любого фрагмента хромосомы. Гэта з'ява мяркуе перадачу любога фрагмента храмасомы.
2. Спецыфічны перанос. У гэтым выпадку перадаюцца толькі пэўныя гены.

Неспецыфічны (генералізованный) працэс

Якімі асаблівасцямі ў гэтым выпадку валодае трансдукция? явление имеет место при наличии вируса, выступающего только в качестве переносчика материала. Гэта з'ява мае месца пры наяўнасці віруса, які выступае толькі ў якасці пераносчыка матэрыялу. Адзін з іх - згаданы фаг Р22. З ім працавалі Ледерберг і Цингер. PBS1 B. Subtilis, Р1 E. Coli и проч. Акрамя гэтага, фагі, якімі ажыццяўляецца генералізованный трансдукция, - гэта PBS1 B. Subtilis, Р1 E. Coli і інш. Працэс працякае пры ўдзеле дэфектных іх часціц. Фарміраванне гэтых элементаў адбываецца пры рэпрадукцыі фагов ў суправаджэнні распаду бактэрыяльнай храмасомнай ДНК. Неабходна адзначыць, што іх адукацыю можа мець месца і пры Палітычнае развіцці, і пасля індукцыі профага. У пэўную колькасць часціц пры гэтым пакуецца бактэрыяльная ДНК. Велічыня яе фрагментаў ня больш памеру галоўкі. Пры гэтым пакаваць могуць розныя часткі бактэрыяльнай храмасомы. Фагов часціцы, якія нясуць фрагменты ДНК, называюцца дэфектнымі.

рэкамбінацыі

Калі фаголизатом, у якім прысутнічаюць як нармальныя, так і трансдуцирующие фрагменты, апрацаваць клеткі реципиентного штаму, то інфікаванне іх нармальным фагом прыводзіць звычайна да лізіс (растварэнню). Але некаторыя клеткі заражаюць дэфектныя кампаненты. У структуры паступаюць кароткія часткі двунитевой ДНК ад донара. Пры гэтым циркуляризации не адбываецца. Іншымі словамі, лінейныя фрагменты ад ДНК донара рекомбинируют з ДНК ад рэцыпіента. Гэты працэс кантралюецца recA-геном. Такім чынам, ён уяўляе сабой агульную гамалагічных рэкамбінацыі, якая ажыццяўляецца з дапамогай рэцыпрокнай (ўзаемнага) абмену адпаведнымі гамалагічных часткамі.

спецыфічны працэс

Трансдукция гэтага тыпу была выяўленая ў 1956 г. Яе асаблівасцю з'яўляецца тое, што кожны фаг перадае вельмі абмежаваную, пэўную вобласць храмасомы. Калі пры неспецыфічнай трансдукции фаг - "пасіўны" пераносчык генетычнага матэрыялу, а рэкамбінацыі працякае па агульным заканамернасцям, то ў гэтым выпадку ён не толькі перадае інфармацыю, але і забяспечвае яе ўваходжанне ў храмасому. Самым вядомым прыкладам выступае працэс, які ажыццяўляецца фагом λ. Ён здольны інфікаваць клеткі E. Coli з далейшай інтэграцыяй ДНК ў геном. Гэты ўмераны фаг пры лизогенезации бактэрый пры сайт-спецыфічнай рэкамбінацыі (пры якой ажыццяўляецца разрыў і перакрыжаванае злучэнне ланцугоў малекулы) ўбудоўваецца ў храмасому выключна на адным участку - паміж bio- і gal-локусам. Як мяркуецца, гэта абумоўліваецца "няправільным" фарміраваннем завесы ў ходзе дэзінтэграцыі профага. З прычыны гэтага вобласць геному, прылеглая да яго, выщепляется з структуры храмасомы і пераходзіць у склад вольнага фага. Ўбудоўваецца матэрыял здольны замясціць да 1/3 генетычнай інфармацыі. Пасля ўпакоўкі ДНК фага фармуюцца дэфектныя часціцы.

напрамкі выкарыстання

Трансдукция бактэрый можа прымяняцца:

1. Пры канструяванні штамаў пэўнага генатыпу, изогенных, у прыватнасці. У гэтым выпадку невялікая велічыня перадаюцца часціц забяспечвае перавага трансдукционного працэсу перад конъюгационным. Изогенные штамы, сфармаваныя з дапамогай генерализационной перадачы матэрыялу, адрозніваюцца толькі па тым участку храмасомы, які пераносіцца дэфектным фагом.
2. Для дакладнага карціравання генаў бактэрый, ўстанаўлення парадку іх размяшчэння ў оперонах, тонкай структуры некаторых дэтэрмінант. Гэта ажыццяўляецца з дапамогай комплементационного тэсту. Устаноўлена, што для сінтэзавання пэўных прадуктаў патрабуецца праца некалькіх генаў. Напрыклад, працэс вызначаецца кампанентамі структур а і b. Дапусцім, маецца 2 фенатыпічнае аналагічных мутанта, якія няздольныя да сінтэзу фермента. Пры гэтым невядома, ці адрозніваюцца яны генетычна. Для ідэнтыфікацыі генатыпу ажыццяўляецца трансдукция, то ёсць размнажэнне фага на клетках ў адной папуляцыі з наступным заражэннем элементаў другі. Калі пры выводзінах на Селектыўную сераду ўтвараюцца і вялікія і маленькія калоніі трансдукантов, робіцца выснова, што лакалізацыя мутацый знаходзіцца ў розных генах.
3. Пры трансдуцировании плазмидов і кароткіх фрагментаў храмасом донара.

дадаткова

У літаратуры часта выкарыстоўваецца таксама такое паняцце, як "сігнальная трансдукция". Яна ўяўляе сабой перадачу сігналу. Працэс праходзіць па пэўнай схеме. Спачатку знешні агент уступае ва ўзаемадзеянне з клеткавым рэцэптарам. Пасля гэтага актывуецца эффекторной малекула. Яна размяшчаецца ў мембране і адказвае за адукацыю другасных пасрэднікаў. Іх генерацыя спрыяе актывацыі бялкоў-мішэняў. Яны, у сваю чаргу, запускаюць наступных пасрэднікаў.