Трансдукция е какво?

Трансформация и трансдукция

Първи проучвания

Като студент, N. Tsinder работи в Lederberg лаборатория проучен присъствието на конюгиране на Salmonella Typhimurium. Той използва 20 моноавтотрофни щамове от него. Когато ги сдвоява, ученият се опитва да открие прототрофни потомци. В 9 случая от 79 комбинации бяха открити клонове на такива клетки. Поради факта, че нито един от оригиналния щам не се образува repertantov върху минимална среда Tsinger заключи, че между тях се осъществява свързване, по време на което се прехвърля генетичната информация.

За да потвърди хипотезата, заедно с Ледерберг, той повтори експеримента на "Дейвис", като използва U-образна тръба, разделена със стъклен филтър, който не позволи да преминат клетките на микроорганизмите. Изследването използва щамове Salmonella typhimurium 2Ahis- и 22Atrp-. Култура от щам 22А беше въведена в един клон на тръбата, а в друга - 2А. И двете бяха в концентрация 1 × 108 клетки / ml. След период на инкубация частта, съдържаща 22А щама, разкрива прототрофни клетки. Те се формират с честота от 1 • 10-5. В другия клон на тръбата липсват прототрофни клетки.

Резултатите от експеримента не подкрепят хипотезата за предаване на информация чрез конюгиране в щамове 22А и 2А.

Трансдукция: опит

По време на последващо изследване беше установено, че щам 22А е инфектиран с фаг Р22. Той е способен да инфектира и лизира клетките Salmonella typhimurium 2А. Прониквайки през филтъра, той заразява клетките, възпроизвежда и ги разтваря. В същото време беше освободен филтриращ агент (както го нарекоха Льодбергер и Зингър). Той, от своя страна, прониза през стъклото. Под въздействието на филтриращия агент някои клетки в щам 22А придобиват специфични наследствени черти. Те бяха подобни на тези, които присъстваха в щам 2А, от който се секретира ФА.

В частност, способността за синтезиране на триптофан е разкрита. Установява се, че активността на филтриращия агент не се губи в хода на неговото третиране с ДНаза. Това елиминира възможността за трансформация. Установено е, че свойствата на филтърното средство са идентични с тези на фага Р22. От това се заключава, че последната носи информация от щам 22А до 2А, която действа като доказателство за наследствената роля на нуклеиновите киселини.

Трансдукция като концепция бе въведена, за да се позове на този феномен на предаването на генетични данни.

Специфичност на процеса

Трансдукцията е специфичен феномен, в който трансфер на генетична информация от донорната клетка до клетката-получател чрез фаг. Тя се основава на факта, че по време на умножаването на фаги, техните частици могат да се образуват. Заедно с или вместо ДНК, те включват други фрагменти и са наречени преобразуватели. Поради свойствата си на адсорбция и морфологията, те са аналогични на обикновените фаги вириони. Но ако заразят нови клетки, се прехвърлят генетичните детерминанти на миналото на гостоприемника. Следователно механизмът на трансдукция е както следва. За трансфера на генетични детерминанти е необходимо да се умножи фагът върху клетките на донора-донор. След това полученият фаголисат се въвежда в клетките на реципиента. Изборът на трансдуктанти се извършва върху селективна среда. В тях първоначалните клетки получатели не могат да растат.

класификация

При изучаването на явлението е установено, че някои фаги имат способността да предават различни гени, докато други - само специфични. В съответствие с това се разграничават два типа трансфер на данни:

1. обобщен трансдукция. Това е феноменът включва предаването на всеки фрагмент от хромозомата.
2. Специфичен трансфер. В този случай се предават само определени гени.

Неспецифичен (обобщен) процес

Какви са характеристиките в този случай трансдукция? Това е феноменът се осъществява в присъствието на вирус, който действа само като носител на материала. Един от тях е гореспоменатият фаг Р22. Лидерберг и Зингър работеха с него. В допълнение, фагите, чрез които се генерализира трансдукцията е PBS1 B. Subtilis, Р1 Е. Coli и така нататък. Процесът протича с участието на дефектни частици. Образуването на тези елементи възниква по време на възпроизвеждането на фаги, придружено от разпадането на бактериалната хромозомна ДНК. Трябва да се отбележи, че тяхното формиране може да се осъществи както в хода на тяхното развитие, така и след индуцирането на профафа. Определено количество частици е опаковано с бактериална ДНК. Размерът на фрагментите не е повече от размера на главата. В този случай могат да бъдат опаковани различни части от бактериалната хромозома. Фаговите частици, които носят ДНК фрагменти, се наричат ​​дефектни.

рекомбинация

Ако фаголизът, в който присъстват както нормални, така и трансдуциращи фрагменти, лекува клетките на реципиента, след това инфекцията с техния нормален фаг обикновено води до лизиране (разтваряне). Но някои клетки заразяват дефектните компоненти. Кратки участъци от двойноверижна ДНК от донора влизат в структурите. В същото време няма кръговка. С други думи, линейни фрагменти от донорна ДНК се рекомбинират с ДНК от получателя. Този процес се контролира от recA-гена. Така, това е обща хомоложна рекомбинация, която се осъществява чрез реципрочен (взаимен) обмен на съответните хомоложни части.

Специален процес

Трансдукция от този тип е намерено 1956. му особеност е, че всеки фаг предава много ограничен, специфична област от хромозомата. Ако неспецифично фаг трансдукция - "пасивно" вектор генетичен материал, и рекомбинация настъпва на общи закони, в този случай, не само предава информацията, но също така осигурява неговото влизане в хромозомата. Най-известният пример е процесът, осъществен от фага ламбда. Той е способен да инфектира клетките на Е. coli с по-нататъшна интеграция на ДНК в генома. Това умерен фаг с бактерии в lizogenezatsii сайт-специфична рекомбинация (за които разликата и молекули напречно Connect вериги) включена в хромозомата на само една част - между био- и гал-локуси. Предполага се, че това се дължи на "неправилно" образуване на верига в разпадането на профаги. Поради тази област на генома съседен на него, се разцепва от структурата на хромозома и преминава в свободно фаг. Вграденият материал може да замести до 1/3 от генетичната информация. След опаковането на ДНК на фага се образуват дефектни частици.

Начин на употреба

Може да се използва трансдукцията на бактериите:

1. При конструиране на щамове на определен генотип, по-специално изотоничен. В този случай, малко количество пренесени частици осигурява предимството на процеса на трансдукция преди процеса на конюгиране. Изогенните щамове, образувани чрез генерализиране на трансфера на материал, се различават само в тази част от хромозомата, която се пренася от дефектния фаг.
2. За точното картографиране на бактериалните гени, определянето на реда на тяхното разположение в опероните, фината структура на някои детерминанти. Това се прави чрез тест за допълване. Установено е, че работата на няколко гени се изисква да синтезира определени продукти. Например, процесът се определя от компонентите на структурите а и b. Да предположим, че има 2 фенотипно аналогични мутанти, които не са в състояние да синтезират ензима. Не е известно дали те се различават генетично. За да се идентифицира генотипа, се извършва трансдукция, т.е. мултиплициране на фаговете на клетките в една популация, последвано от инфекция на елементите на втората. Ако на селективната среда се образуват големи и малки колонии от преобразуватели, заключението е, че локализацията на мутациите е в различни гени.
3. Когато се трансдуцират плазмиди и къси фрагменти от донорни хромозоми.

допълнително

В литературата твърде често се използва такъв термин като "сигнална трансдукция". Това е предаване на сигнал. Процесът протича по определена схема. Първо, външният агент взаимодейства с клетъчния рецептор. След това ефекторната молекула се активира. Той се намира в мембраната и отговаря за формирането на вторични посредници. Техното поколение насърчава активирането на целевите протеини. Те, от своя страна, стартират следните посредници.