Mis on transduktsioon?

были описаны в разное время. Transformatsiooni ja transduktsiooni on kirjeldatud erinevatel aegadel. Viimane avati 1952. aastal. Selles artiklis käsitletakse, milliseid ülekandeid on olemas, milliseid omadusi neil on ja kus seda nähtust kasutatakse.

Esimesed uuringud

Oma õpilasperioodil uuris N. Zinder, kes töötas Lederbergi laboris, konjugatsiooni esinemist Salmonella typhimurium'is. Ta kasutas 20 monauksotroofset tüve. Kui nad paari panid kokku, proovis teadlane tuvastada prototroofseid järglasi. 9 juhul 79 kombinatsiooni puhul tuvastati selliste rakkude kloonid. Tulenevalt asjaolust, et ükski esialgne tüved ei moodustanud repertantse minimaalsel kandjal, jõudis Zinger järeldusele, et nende vahel toimub konjugatsioon, mille käigus edastatakse pärilikku teavet.

Hüpoteesi kinnitamiseks koos Lederberiga kordas ta Davise eksperimenti U-kujulise toruga, mis oli eraldatud klaasfiltriga, mis ei võimaldanud mikroorganismide rakkude läbimist. Uuringus kasutati Salmonella Typhimurium 2Ahis- ja 22Atrp-tüvesid. Tüve 22A kultuur sisestati katseklaasi ühte filiaali, teises - 2A. Mõlemad olid kontsentratsioonis 1 108 rakku / ml. Pärast inkubeerimise perioodi näitas 22A tüve sisaldav osa prototroofseid rakke. Need moodustasid sagedusega 1 • 10-5. Toru teises filtris puudusid prototroofsed rakud.

Katse tulemused ei toetanud tüvede 22A ja 2A teabe konjugeerimise ülekandmise hüpoteesi.

Transduktsioon: kogemus

Järgneva testimise ajal leiti, et tüvi 22A nakatati faagiga P22. See on võimeline Salmonella typhimurium 2A nakatama ja lüüsima. Läbi filtri läbib ta nakatunud rakke, paljundab neid ja lahustub. Samal ajal vabastati filtreeriv aine (nagu Lederberg ja Zinger nimetasid seda). Ta omakorda tungis läbi klaasi. Filtreeriva aine mõjul omandasid mõned tüve 22A rakud spetsiifilised pärilikud tunnused. Need olid sarnased nendega, mis olid olemas tüves 2A, millest FA eritati.

Eriti avastati trüptofaani sünteesivõime. Tehti kindlaks, et filtreeriva aine aktiivsus ei kao DNaasi ravimisel. See kõrvaldas ümberkujundamise võimaluse. Tehti kindlaks, et filtreeriva aine omadused on identsed faagiga P22 omadega. Sellest järeldati, et viimane kannab informatsiooni tüvedest 22A kuni 2A, mis on näidanud nukleiinhapete pärilikku rolli.

Geneetiliste andmete edastamise nähtusena viidati transduktsioonile kontseptsioonina.

Protsessi eripära

специфичное явление, при котором осуществляется перенос генетической информации от клетки-донора к клетке-реципиенту при помощи фага . Transduktsioon on spetsiifiline nähtus, kus geneetiline teave edastatakse doonorirakust pärandrakku faagiga . See põhineb asjaolul, et faagide korrutamisel võivad nende osakesed kujuneda. Koos DNA-ga või selle asemel sisaldavad need ka teisi fragmente ja neid on nimetanud muunduriteks. Nende adsorptsiooniomaduste ja morfoloogia järgi on need analoogsed tavaliste faagiviirioonidega. Kui aga need nakatavad uued rakud, viiakse vastuvõtva mineviku geneetilised determinandid üle. Seega on transduktsiooni mehhanism järgmine. Geneetiliste determinantide ülekandmiseks on vaja doonori doonori rakkudele faagit korrutada. Pärast seda viiakse saadud fagolisiaat retsipientrakkudesse. Transductantide valik tehakse selektiivses keskkonnas. Neis ei saa originaalsed saajad rakud kasvada.

Klassifikatsioon

Selle nähtuse uurimisel leiti, et mõnel faagil on võime erinevate geenide edastamiseks, teised aga ainult konkreetsed. Vastavalt sellele eristatakse kahte tüüpi andmeedastust:

1. Üldine ülekanne . явление предполагает передачу любого фрагмента хромосомы. See nähtus hõlmab kromosoomi fragmendi ülekannet.
2. Konkreetne ülekandmine. Sellisel juhul edastatakse ainult teatud geenid.

Mittespetsiifiline (üldine) protsess

Milliseid funktsioone on sellisel juhul transduktsioon? явление имеет место при наличии вируса, выступающего только в качестве переносчика материала. See nähtus esineb viiruse juuresolekul, mis toimib ainult materjali kandjana. Üks neist on eelmainitud faag P22. Lederberg ja Zinger tegid temaga koostööd. PBS1 B. Subtilis, Р1 E. Coli и проч. Peale selle on faagid, mille abil toimub üldine transduktsioon, PBS1 B. Subtilis, P1 E. Coli ja nii edasi. Protsess jätkub koos defektsete osakestega. Nende elementide moodustumine toimub faagide paljunemise ajal koos bakteriaalse kromosomaalse DNA lagunemisega. Tuleb märkida, et nende moodustamine võib toimuda nii nende arengu käigus kui ka pärast prophaagi indutseerimist. Teatud kogus osakesi on pakitud bakteriaalse DNA-ga. Selle fragmentide suurus ei ületa pea suurust. Sellisel juhul võib bakteriaalse kromosoomi erinevaid osi pakendada. DNA fragmente sisaldavad faagiosakesed nimetatakse puudulikuks.

Rekombinatsioon

Kui fagolisiaat, milles esineb nii normaalseid kui ka transduktiivseid fragmente, ravib retsipientliini rakke, siis tavaliselt nakatab need tavalise faagiga lüüsi (lahustumine). Kuid mõned rakud nakatavad defektseid komponente. Doonori kaheahelalise DNA lühikesed lõigud sisenevad struktuuridesse. Samal ajal ei ole ringkiralisatsiooni. Teiste sõnadega, doonori DNA lineaarsed fragmendid rekombineerivad retseptori DNA-ga. Seda protsessi kontrollib recA-geen. Seega on see üldine homoloogne rekombinatsioon, mis saavutatakse vastavate homoloogsete osade vastastikuse (vastastikuse) vahetuse kaudu.

Eriprotsess

Seda tüüpi transduktsioon avastati 1956. aastal. Selle eripära on see, et iga faag edastab kromosoomi väga piiratud spetsiifilise piirkonna. Kui faag on geneetilise materjali "passiivne" transporter, samas kui rekombinatsioon jätkub vastavalt üldistele mudelitele, siis sel juhul mitte ainult ei edasta teavet, vaid tagab ka selle sisenemise kromosoomi. Kõige kuulsam näide on protsess, mida teostab faag λ. See on võimeline nakatama E. coli rakke DNA edasise integreerimisega genoomi. See mõõdukas faag bakteri lüsogeneesis saidi spetsiifilises rekombinatsioonis (mis murrab ja murdub molekuli ahelaid) on integreeritud kromosoomi sisse ainult ühes kohas - bio- ja gal-lookuste vahel. Arvatavasti on see tingitud loopi "valest" moodustamisest prohheti lagunemise ajal. Sellest tulenevalt lõhustatakse selle külgneva genoomi piirkond kromosoomi struktuurist ja muutub vabaks faagiks. Sisseehitatud materjal on võimeline asendama kuni 1/3 geneetilisest teabest. Pärast faagi DNA pakendamist moodustuvad defektsed osakesed.

Kasutusjuhised

Bakterite transduktsiooni saab kasutada:

1. Konkreetse genotüübi tüvede konstrueerimisel on isogeenne. Sellisel juhul annab väike kogus ülekantud osakesi ülekandeprotsessi eeliseks enne konjugatsiooniprotsessi. Materjalide ümbersuunamise teel tekkivad isogeensed tüved erinevad ainult defektses faagis üle kromosoomi osast.
2. Bakterite geenide täpseks kaardistamiseks määrake operonide paigutamise järjekord teatavate determinantide trahvi struktuur. Seda tehakse täienduste testi abil. On kindlaks tehtud, et teatavate toodete sünteesiks on vaja mitu geenitööd. Näiteks määratakse protsess kindlaks struktuuride a ja b komponentidega. Oletame, et seal on 2 fenotüübiliselt analoogset mutatsiooni, mis ei suuda ensüümi sünteesida. Ei ole teada, kas need erinevad geneetiliselt. Genotüübi tuvastamiseks viiakse läbi transduktsioon, see tähendab faagi mitmekordistamist ühe populatsiooni rakkudes, millele järgneb teise elemendi nakatamine. Kui selektiivsöötmel moodustuvad suured ja väikesed andurite kolooniad, tehakse järeldus, et mutatsioonide asukoht on erinevates geenides.
3. Transdutseerides doonori kromosoomide plasmiide ja lühikesi fragmente.

Täpsemalt

Kirjanduses kasutatakse sageli ka sellist mõistet nagu "signaaliülekanne". See on signaaliülekanne. Protsess järgib teatud mustrit. Esiteks, väline agens interakteerub rakulise retseptoriga. Seejärel aktiveeritakse efektormolekul. See paikneb membraanis ja vastutab sekundaarsete vahendajate moodustamise eest. Nende põlvkond soodustab sihtvalkude aktiveerimist. Nad omakorda käivitavad järgmisi vahendajaid.