Što je transdukcija?

Transformacija i transdukcija

Prve studije

Tijekom studija N. Zinder, koji je radio u laboratoriju Lederberg, proučavao je prisutnost konjugacije u Salmonella typhimurium. Koristio je 20 monaauxotrofičnih sojeva. Kada ih je uparivao, znanstvenik je pokušao otkriti prototrofne potomke. U 9 ​​slučajeva od 79 kombinacija, otkriveni su klonovi takvih stanica. Zbog činjenice da nitko od izvornih sojeva nije formirao repertante na minimalnom mediju, Zinger je zaključio da se između njih radi konjugacija tijekom kojega se prenose nasljedne informacije.

Kako bi potvrdio hipotezu, zajedno s Lederbergom, ponovio je Davisov eksperiment pomoću U-cijevi odvojene staklenim filterom koji nije dopustio da stanice mikroorganizama prođu. U istraživanju su korišteni sojevi Salmonella typhimurium 2Ahis- i 22Atrp-. Kultura soje 22A je uvedena u jednu granu cijevi, u drugom - 2A. Oba su bila u koncentraciji od 1 x 108 stanica / ml. Nakon razdoblja inkubacije, dio koji je sadržavao 22A soj otkrio je prototrofne stanice. Formirani su na frekvenciji od 1 do 10-5. U drugoj grani cijevi, prototrofne stanice su odsutne.

Rezultati eksperimenta nisu podržali hipotezu prijenosa podataka konjugata u sojevima 22A i 2A.

Prijelaz: iskustvo

Tijekom naknadnog testiranja utvrđeno je da je soj 22A inficiran s fagom P22. Može zaraziti i lizati stanice Salmonella typhimurium 2A. Prolazeći kroz filtar, on je zaražio stanice, reproducirao ih i otopio ih. U isto vrijeme, sredstvo za filtriranje je izdano (kao što je to nazvao Lederberg i Zinger). On je zauzvrat prodro kroz staklo. Pod utjecajem sredstva za filtriranje, neke stanice u soju 22A stekle su specifične nasljedne osobine. Oni su bili slični onima koji su bili prisutni u soju 2A, iz kojeg je izlučena FA.

Osobito je otkriveno sposobnost sinteze triptofana. Utvrđeno je da aktivnost sredstva za filtriranje nije izgubljena tijekom njegovog liječenja DNazom. Time je uklonjena mogućnost transformacije. Utvrđeno je da su svojstva sredstva za filtriranje identična onima faga P22. Iz toga je zaključeno da potonji nosi informacije iz vrste 22A do 2A, koji su djelovali kao dokaz nasljedne uloge nukleinskih kiselina.

Prijenos kao koncept je uveden da se odnosi na ovaj fenomen prijenosa genetskih podataka.

Specifičnost procesa

Prijenos je specifičan fenomen u kojem prijenos genetske informacije od donorske stanice do primateljske stanice pomoću faga. Temelji se na činjenici da se tijekom množenja faga mogu formirati njihove čestice. Zajedno s ili umjesto DNK, oni uključuju ostale fragmente i nazivaju se pretvaračima. Zbog njihovih adsorpcijskih svojstava i morfologije oni su analogni običnim virusa faga. Međutim, ako inficiraju nove stanice, genetske odrednice prošlosti domaćina prenose se. Mehanizam transdukcije, dakle, je kako slijedi. Za prijenos genetskih determinanti, potrebno je pomnožiti fag na stanice donora-donora. Nakon toga, dobiveni fagolizat se uvodi u stanice primatelja. Izbor transduktanata provodi se na selektivnom mediju. U njima, izvorne stanice primatelja ne mogu rasti.

klasifikacija

U proučavanju fenomena utvrđeno je da neki fagi imaju sposobnost prenošenja različitih gena, dok drugi - samo specifični. U skladu s tim razlikuju se dvije vrste prijenosa podataka:

1. uopćen sstanično. Ovo je fenomen uključuje prijenos bilo kojeg dijela kromosoma.
2. Određeni prijenos. U tom se slučaju prenose samo neki geni.

Nespecifični (generalizirani) proces

Koje značajke u ovom slučaju imaju sstanično? Ovo je fenomen se odvija u prisutnosti virusa koji djeluje samo kao nosač materijala. Jedan od njih je gore spomenuti fag P22. Lederberg i Zinger su surađivali s njim. Osim toga, faga po kojima je generaliziran transdukcija je PBS1 B. Subtilis, P1 E. Coli i tako dalje. Postupak se nastavlja uz sudjelovanje neispravnih čestica. Formiranje tih elemenata događa se tijekom reprodukcije faga, popraćeno raspadom bakterijske kromosomske DNA. Treba napomenuti da se njihovo formiranje može odvijati i tijekom njihovog razvoja i nakon indukcije profaga. Određena količina čestica je pakirana s bakterijskom DNA. Veličina njezinih ulomaka nije veća od veličine glave. U ovom slučaju, mogu se pakirati razni dijelovi bakterijskog kromosoma. Čestice faga koje nose fragmente DNA nazivaju se defektnim.

rekombinacija

Ako je fagolizat u kojem su prisutni i normalni i transduktivni fragmenti, liječi stanice sjemena primatelja, tada infekcija njihovim normalnim fagom obično dovodi do lize (otapanja). No, neke stanice inficiraju neispravne komponente. Kratki dijelovi dvolančane DNA iz donora ulaze u strukture. Istodobno, nema kružnice. Drugim riječima, linearni fragmenti donorske DNA rekombinirani su s DNA iz primatelja. Ovaj proces kontrolira recA-gen. Dakle, to je opća homologna rekombinacija, koja se provodi uzajamnom (međusobnom) razmjenom odgovarajućih homolognih dijelova.

Specifični postupak

Transdukcija ove vrste otkrivena je 1956. godine. Njegova je osobitost da svaki fag prenosi vrlo ograničenu, definitivnu regiju kromosoma. Ako je fag "pasivni" transporter genetskog materijala, dok se rekombinacija odvija u skladu s općim uzorcima, tada u tom slučaju ne samo da prenosi informacije nego osigurava i njegov ulazak u kromosom. Najpoznatiji primjer je proces kojeg izvodi fag lambda-. Može zaraziti E. coli stanice s daljnjom integracijom DNK u genom. Ova umjerena fag bakterija na lizogenezatsii rekombinacije koja je specifična za (koje se razmak i unakrsno povezivanje molekule krugovi) ugrađen u kromosom na samo jedan dio - između biološkoj i gal-lokusa. Vjerojatno, to je zbog "pogrešnog" stvaranja petlje tijekom raspada profaga. Kao rezultat toga, regija genoma koji se nalazi uz nju cijepa se iz strukture kromosoma i postaje slobodni fag. Ugrađeni materijal može zamijeniti do 1/3 genetičkih podataka. Nakon pakiranja DNA faga nastaju neispravne čestice.

Upute za uporabu

Može se koristiti transdukcija bakterija:

1. Kod konstrukcije sojeva određenog genotipa, posebno je izogen. U ovom slučaju, mala količina prenesenih čestica pruža prednost procesu transdukcije prije procesa konjugacije. Izogeni sojevi formirani generalizacijom prijenosa materijala razlikuju se samo u onom dijelu kromosoma koji se prenosi defektnim fagom.
2. Za precizno kartiranje bakterijskih gena, utvrđivanje redoslijeda njihova postavljanja u operone, fina struktura nekih odrednica. To se provodi putem komplementarnog testa. Utvrđeno je da je potreban rad nekoliko gena za sintezu određenih proizvoda. Na primjer, postupak određuje komponente struktura a i b. Pretpostavimo da postoje 2 fenotipski analogna mutanta koja nisu sposobna sintetizirati enzim. Nije poznato da li se genetski razlikuju. Da bi se utvrdio genotip, provodi se transdukcija, tj. Multiplikacija faga na stanicama u jednoj populaciji, nakon čega slijedi infekcija elemenata druge. Ako se na selektivnom mediju formiraju velike i male kolonije pretvornika, zaključuje se da je lokalizacija mutacija u različitim genima.
3. Kod transdukcije plazmida i kratkih fragmenata donorskih kromosoma.

dodatno

U literaturi se prečesto koristi takav pojam kao "transdukcija signala". To je prijenos signala. Postupak se nastavlja prema određenoj shemi. Prvo, vanjsko sredstvo djeluje u interakciji sa staničnim receptorom. Nakon toga aktivira se efektorska molekula. Nalazi se u membrani i odgovoran je za formiranje sekundarnih posrednika. Njihova generacija potiče aktivaciju ciljnih bjelančevina. Oni zauzvrat pokreću sljedeće posrednike.