Transdukce je to co?

Transformace a transdukce

První studie

Během studijních let studoval N. Zinder, pracující v laboratoři Lederberg, přítomnost konjugace v Salmonella typhimurium. Používal 20 monaauxotrofních kmenů. Při párování je vědec pokoušel objevit prototrofická potomka. V 9 případech 79 kombinací byly detekovány klony těchto buněk. Vzhledem k tomu, že žádný z původního kmene netvořil repertantov na minimálním médiu Tsinger k závěru, že mezi nimi probíhá časování, při kterém je genetická informace přeneseny.

Pro potvrzení hypotézy, s Lederberga, opakoval experiment Davis s tvaru U trubice dělí skleněný filtr, který odstraňuje buňky mikroorganismů. Studie použila kmeny Salmonella typhimurium 2Ahis- a 22Atrp-. Kultura kmene 22A byla zavedena do jedné větve trubky, v druhé - 2A. Oba byly v koncentraci 1 × 108 buněk / ml. Po období inkubace ukázala část obsahující kmen 22A prototrofní buňky. Byly tvořeny s frekvencí 1 • 10-5. V jiné větvi zkumavky nebyly prototrofní buňky přítomny.

Výsledky experimentu nepodporovaly hypotézu konjugačního přenosu informací v kmenech 22A a 2A.

Transdukce: zkušenost

Během následného testování bylo zjištěno, že kmen 22A byl infikován fágem P22. Je schopen infikovat a lyžovat buňky Salmonella typhimurium 2A. Při průchodu filtrem infikoval buňky, reprodukoval a rozpustil je. Zároveň byla uvolněna filtrační látka (jak ji nazvali Lederberg a Zinger). On zase pronikl sklem. Pod vlivem filtračního činidla získaly některé buňky v kmeni 22A specifické dědičné rysy. Byly podobné těm, které byly přítomny v kmeni 2A, ze kterého byla sekretována FA.

Zvláště byla zjištěna schopnost syntetizovat tryptofan. Bylo zjištěno, že aktivita filtračního činidla se během léčby DNázou neztratí. To eliminovalo možnost transformace. Bylo zjištěno, že vlastnosti filtračního činidla jsou totožné s vlastnostmi fágu P22. To dospěl k závěru, že tyto nese informaci, týkající se kmene 22A až 2A, který sloužil jako důkaz genetické role nukleových kyselin.

Byla zavedena transdukce jako koncepce, která se týká tohoto fenoménu přenosu genetických dat.

Specificita procesu

Transdukce je specifický jev, v němž přenos genetické informace z dárcovské buňky do recipientní buňky fágem. Je založen na skutečnosti, že během rozmnožování fágů se mohou vytvářet jejich částice. Spolu s DNA nebo namísto DNA obsahují další fragmenty a byly nazývány snímači. Vzhledem k jejich adsorpčním vlastnostem a morfologii jsou analogické běžným fágovým virionům. Nicméně pokud infikují nové buňky, přenesou se genetické determinanty hostitelské minulosti. Mechanismus transdukce je tedy následující. Pro přenos genetických determinant je nutné vynášet fág na buňkách dárce-dárce. Potom se výsledný phagolyzát zavede do buněk příjemce. Výběr transduktantů se provádí na selektivním médiu. V nich původní buňky příjemce nemohou růst.

Klasifikace

Při studiu fenoménu bylo zjištěno, že některé fágy mají schopnost přenášet různé geny, zatímco jiné - pouze specifické. V souladu s tím se rozlišují dva typy přenosu dat:

1. Generalizováno transdukce. To je tento jev zahrnuje přenos jakéhokoli fragmentu chromozomu.
2. Specifický převod. V tomto případě jsou přenášeny pouze některé geny.

Nešpecifický (zobecněný) proces

Jaké vlastnosti mají v tomto případě transdukce? To je tento jev probíhá za přítomnosti viru, který působí pouze jako nosič materiálu. Jedním z nich je výše uvedený fág P22. Lederberg a Zinger s ním spolupracovali. Kromě toho fágy, kterými generalizovali transdukce je PBS1 B. Subtilis, P1 E. Coli a tak dále. Proces probíhá za účasti vadných částic. Tvorba těchto prvků nastává během reprodukce fágů, spolu s rozpadem bakteriální chromozomální DNA. Je třeba poznamenat, že jejich formace může probíhat jak v průběhu jejich vývoje, tak i po indukci profagy. Určité množství částic je plněno bakteriální DNA. Velikost jeho fragmentů není větší než velikost hlavy. V tomto případě mohou být zabaleny různé části bakteriálního chromozomu. Fágové částice, které nesou fragmenty DNA, se nazývají defektní.

Rekombinace

Pokud fagolizatom, který obsahuje jak normální a transdukovat fragmenty léčit buňky kmene příjemce, infekce normální fágu obvykle vede k lýzy (rozpuštění). Některé buňky infikují vadné součásti. Krátké úseky dvouvláknové DNA od dárce vstupují do struktur. Současně neexistuje žádná cirkulace. Jinými slovy, lineární fragmenty z donorní DNA se rekombinují s DNA z příjemce. Tento proces je řízen genem recA. Je to tedy obecná homologní rekombinace, která se provádí vzájemnou (vzájemnou) výměnou odpovídajících homologních částí.

Specifický proces

Transdukce tohoto typu byla objevena v roce 1956. Její zvláštností je, že každý fág přenáší velmi omezenou, definovanou oblast chromozomu. Pokud nespecifické fág transdukce - dojde k „pasivní“ vektor genetický materiál, a rekombinace z obecných předpisů, v tomto případě, to nejen přenáší informace, ale také jeho vstup do chromozomu. Nejslavnějším příkladem je proces, který provádí fág lambda-. Je schopen infikovat buňky E. coli další integrací DNA do genomu. Tento mírný fág s bakteriemi v lizogenezatsii místně specifickou rekombinací (pro které je mezera a křížové propojení obvody molekuly) začleněna do chromosomu pouze v jedné části - mezi bio- a gal-loci. Pravděpodobně je to způsobeno "špatnou" tvorbou smyčky během rozpadu prophage. Výsledkem je, že oblast genomu sousedící s ním se štěpí ze struktury chromozomu a stává se volným fágem. Vložený materiál je schopen nahradit až 1/3 genetické informace. Po naplnění DNA fágu se vytvoří vadné částice.

Návod k použití

Transdukce bakterií může být použita:

1. Při konstrukci kmenů konkrétního genotypu je zejména isogenní. V tomto případě poskytuje malé množství přenášených částic výhodu procesu transdukce před konjugačním procesem. Izogenní kmeny tvořené zobecněním přenosu materiálu se liší pouze v té části chromozomu, která je přenášena defektním fágem.
2. Pro přesné mapování bakteriálních genů, určení pořadí jejich umístění v operonech, jemné struktury některých determinant. To se provádí pomocí komplementárního testu. Bylo zjištěno, že práce některých genů je nutná pro syntetizování určitých produktů. Například proces je určen komponenty struktur a a b. Předpokládejme, že existují 2 fenotypicky analogické mutanty, které nejsou schopné syntetizovat enzym. Není známo, zda se liší geneticky. K identifikaci genotyp provedena transdukce, tj fágový násobení na buňky ve stejné populaci, následované infekcí prvků druhé. V případě, že injekce do selektivního média vyrábí malé i velké kolonie transdukantov, se dospělo k závěru, že lokalizace mutace jsou v různých genů.
3. Při transdukci plazmidů a krátkých fragmentů donorových chromozomů.

Pokročilé

V literatuře se příliš často používá termín "signální transdukce". Jedná se o přenos signálu. Proces probíhá podle určitého schématu. Nejprve externí činidlo interaguje s buněčným receptorem. Potom se aktivuje efektorová molekula. Je umístěn v membráně a je odpovědný za vytvoření sekundárních zprostředkovatelů. Jejich generace podporuje aktivaci cílových proteinů. Na druhou stranu spustily následující zprostředkovatele.