Конъюгация перенос генетического материала

Конъюгацией называется непосредственный контакт между клетками бактерий, сопровождаемый переносом генетического материала из клеток донора в клетки реципиента. [c.199]

Перенос генетического материала путем прямого контакта между двумя клетками называется конъюгацией. Уже давно на основании морфологических данных предполагали, что и у бактерий может происходить своего рода спаривание однако только эксперименты с множественными мутантами бесспорно доказали, что и у бактерий возможна передача генетического материала при прямом межклеточном контакте. В 1946 г. Ледерберг и Татум провели решающий опыт с двумя мутантами Е. соИ К12, каждый из которых был ауксотрофным по двум различным аминокислотам (рис. 15.14). Один двойной мутант нуждался в аминокислотах А и В, но был способен синтезировать С и D (А В D ) другой мутант был ему комплементарен (А В" С D ). Эти мутанты не росли на минимальной питательной среде и не образовывали колоний. Однако если на ту же минимальную среду высевали смесь суспензий обоих мутантов, то колонии появлялись. Клетки этих колоний обладали наследственной способностью синтезировать все аминокислоты, т.е. принадлежали к типу A B D (были прото-трофными). Такие клетки возникали с частотой 1 10 это были генетические рекомбинанты-они объединяли в себе генетическую информацию двух реципрокно дефектных (взаимодополняющих) родительских клеток. Использование в качестве исходных штаммов множественных мутантов исключало возможность появления ревертантов, так как вероятность одновременной реверсии по двум генам составляет величину порядка 10 на генерацию. Необходимой предпосылкой рекомбинации служил прямой контакт родительских клеток. [c.456]

Реципиентная клетка F— отмечена на рисунке щетинками, хотя связи между этими отростками и состоянием F— не имеется. Конъюгация начинается вскоре (справа вверху) после того, как две бактерии вступают в контакт, и вскоре за этим следует линейный перенос генетического материала. [c.227]

Для полноты сведений о половом факторе укажем, что при реверсии Hfr-клеток в F -особи иногда появляются такие варианты, у которых Р-фактор включает часть бактериальной хромосомы. Подобный фактор назвали промежуточным (Р ). При его передаче от Р" -к Р" -клеткам образуются мужские особи с признаками Р" и Hfr-бактерий. Перенос генетического материала бактерий при конъюгации с по-мош ью Р-факторов называют сексдукцией или Р-дукцией [22]. [c.87]

Рис. 72. Конъюгация. Между двумя бактериальными клетками образуется плазматический мостик, через который переносится генетический материал (электронная микрофотография).

Способность многих плазмид передаваться из клетки в клетку при конъюгации также становится понятной исходя из предположения об их эгоистичности . Действительно, такое заражение все новых клеток — очевидный (и, по-видимому, достаточно распространенный) способ избежать элиминации из бактериальной популяции в условиях, когда плазмида не приносит хозяину явных селективных выгод. Цель будет достигнута, если частота переноса в среднем не меньше, чем частота спонтанной утери плазмид, или если она компенсирует несколько меньшую скорость роста содержащих плазмиду бактерий, которая, в принципе,. может наблюдаться из-за необходимости реплицировать дополнительный генетический материал. В этой связи необходимо отметить, что присутствие на плазмиде транспозонов и 18-эле.ментов. может расширить ее возмож- [c.125]

Перенос генов при конъюгации. Маркеры донора передаются реципиенту в определенной последовательности с убывающей вероятностью. Это указывало на ориентированный перенос генетического материала. [c.204]

Процесс конъюгации подразделяют на четыре фазы 1) конъюгиро-вание клеток противоположного типа скрещивания, 2) перенос генетического материала через конъюгационный мостик из мужской клетки в женскую, 3) включение всего или части переданного генетического материала в хромосому клетки-реципиента, 4) сегрегация образовавшейся рекомбинантной хромосомы (рис. 2.18). Специальные генетические факторы, передающиеся при конъюгации бактерий, называются эписомами. [c.107]

Конъюгация и трансформация — не единственные способы передачи генетического материала. Гены могут переноситься из одной бактериальной клетки в другую с помощью умеренных фагов. Такой перенос бактериальных генов получил название транс-дукции. Трансдукция оказывается возможной, если в процессе размножения фага одна из частиц случайно захватит фрагмент бактериальной хромосомы, как правило, содержащий очень небольшое число генов. Когда такая фаговая частица заражает бактерию-реципиент, бактериальная ДНК проникает в клетку таким же путем, как фаговая. Между трансдуцированной бактериальной ДНК и гомологичным участком бактериальной хромосомы может произойти обмен, и как следствие его возникают рекомбинанты, несущие небольшую часть генетического материала клетки-донора (рис. 40, А). Передача признаков с помощью фагов показана для бактерий, принадлежащих к разным родам. [c.152]

Конъюгация — представляет перенос генетического материала от клетки к клетке при их контакте. Это явление было открыто Ледербергом и Татумом в 1946 г. Они смешали два ауксотрофных мутанта Е. oli К 12, каждый из которых был неспособен к синтезу разных аминокислот и витаминов. Смесь высеяли на питательную среду, не содержащую этих веществ. На среде выросли прототрофные колонии, способные самостоятельно синтезировать все витамины и аминокислоты, по которым были ауксотрофны взятые в опыт мутанты. Эти колонии появились в результате рекомбинации генов между родительскими штаммами. Частота появления прототрофных рекомбинантов была 10 . Необходимым условием рекомбинации является осуществление непосредственного контакта между клетками родительских штаммов. В дальнейшем получены электронные микрофотографии спаривающихся клеток, между которыми образовался цитоплазматический мостик. Показано, что в процессе конъюгации оба штамма неравноценны, и генетический материал переносится односторонне, т. е. всегда от одного штамма, который условно обозначили F+ (от англ. fertility — плодовитость), к другому, обозначенному F-. Штаммы-доноры стали [c.109]

Генетический анализ у бактерий основан на использовании процессов, ведущих к рекомбинации конъюгации, трансформации, трансдукции, а также на переносе генетического материала с помощью плазмид — F-факторов, факторов устойчивости и др. [c.214]

При конъюгации происходит только частичный перенос генетического материала, поэтому ее не следует отождествлять полностью с половым процессом у других организмов. [c.86]

У бактерий существуют три способа, или процесса, переноса генетической информации, приводящие к рекомбинации генетического материала трансформация, конъюгация и трансдукция, широко используемые в генетических экспериментах. [c.182]

Трансформация наблюдалась лишь у некоторых классов микроорганизмов и, вероятно, связана с их особой чувствительностью к этому процессу. Как ДНК проникает в клетку, в настоящее время еще не ясно. Известны еще два способа, с помощью которых бактериальные клетки могут обмениваться генетическим материалом, а менно транодукция и конъюгация. При трансдукции генетическую информацию из одной клетки в другую переносит вирус. Конъюгация наблюдается у бактерий весьма редко, но когда она происходит, непосредственный контакт между клетками приводит к тому, что из клетки в клетку передается максимально возможное количество генетического материала. [c.312]

До появления технологии рекомбинантных ДНК одним из способов переноса генетического материала из одного микроорганизма в другой была конъюгация. Такой механизм обеспечивал перенос из клетки в клетку целых плазмид. А. М. Чакрабарти, проводивший эксперименты по переносу плазмид- разрушительниц , т. е. плазмид, кодирующих все ферменты пути биодеградации определенного соединения, сконструировал штамм, содержащий несколько таких плазмид. Кодируемые плазмидными генами ферменты каждого катаболического [c.289]

Микроорганизмам (в частности — бактериям) удается так быстро приспосабливаться к условиям окружающей среды потому, что они ухитряются пользоваться общим набором генетической информации, распределенной между разными микроорганизмами. И когда нужно, один микроорганизм заимствует у другого гены, которые могут быть ему полезны. Конечно, это происходит ненамеренно. Например, плазмиды (внехромосомные элементы наследственности) распространяются в бактериальных популяциях за счет конъюгации (сближения клеток с образованием между ними мостика, по которому генетический материал переносится от одной клетки к другой). Плазмиды время от времени прихватывают с собой и генетический материал хромосом, расширяя тем самым [c.115]

Конъюгация — это процесс гибридизации при установленном клеточном контакте между разнополовыми клетками бактерий и частичном или полном переносе генетического материала из мужской особи в женскую. [c.107]

Интерпретируя полученные результаты, Вольман и Жакоб пришли к следующему выводу. В первой части эксперимента, проводившегося без встряхивания, клетки Hfr и F приходили в устойчивый контакт и начинали конъюгировать. После того как смесь разводили, конъюгация не прерывалась, клетки продолжали находиться в контакте и при высеве на селективный агар там и заканчивали акт рекомбинации. Следовательно, наблюдающийся первоначальный подъем прерывистой кривой указывает скорость, с которой скрещиваемые клетки приходили в контакт. Однако во второй части эксперимента под действием сильного встряхивания в смесителе конъюгировавшие клетки отделились друг от друга. В результате на селективном агаре не могло происходить дальнейшего переноса генетического материала от донора к реципиенту. Как видно из графика, подъем кривой показывает, что выход рекомбинантов Thr Leu Str (сплошная линия) начинается только после некоторого латентного периода, равного 8 мин. Следовательно, после установления контакта между клетками Hfr и F" проходило по крайней мере 8 мин до того, как первые thr- и /е -гены донора Hfr могли быть перенесены в клетку р-реципие1 та. После того как этот участок донорного геноиа [c.224]

В генной инженерии бактериальные плазмиды используют в качестве векторных систем для передачи генетического материала от хозяина (клетки донора) в клетки реципиента. Они представляют собой саморегулирующиеся кольцевые двунитевые молекулы ДНК и способны стабильно и автономно существовать в клетке в характерном для каждого типа плазмид числе копий. Саморепликация плазмиды осуществляется с помощью ферментных систем клетки-хозяина. Плазмиды относятся к подвижным элементам (векторам), т.е. способны к внутривидовому переносу между клетками популяции, клетками различных видов и родов микроорганизмов. Плазмиды, которые могут передаваться от одной бактерии к другой при конъюгации (специфический половой процесс у прокариот, обеспечивающий перенос генетического материала), называют трансмиссивными. [c.342]

Рекомбинация (ре + лат. ombinatio — соединение) — возникновение новых последовательностей ДНК в результате разрывов и последующих восстановлений ее молекул. В итоге таких изменений ДНК бактерий появляются так называемые рекомбинантные штаммы, или рекомбинанты. Процесс рекомбинации у бактерий имеет некоторые отличия, связанные с особенностями их генетического аппарата, форм генетического обмена. Именно на микробных объектах были открыты формы переноса генетического материала — трансформация, трансдукция, конъюгация, неизвестные классической генетике, с помощью которых изучаются молекулярные механизмы генетических рекомбинаций. [c.82]

Половой, или F-фактор. F-фактор (Fertility fa tor — фактор плодовитости) контролирует процесс конъюгации и перенос генетического хромосомного материала из бактериальной клетки-донора в клетку-реципиент. Фактические данные позволяют заключить, что этот фактор найден пока лишь у некоторых бактерий. Клетки, несущие его, обозначили мужскими (Р" ), а клетки-реципиенты — женскими (F ). На одну хромосому приходится один F-фактор. [c.86]

Обычно рассматривают Три типа переноса генов у бактерий. Первый тип — трансформация — это такой процесс, при котором ДНК одной бактерии — донора переходит в другую бактерию — реципиент. Реципиент-ная клетка, в которой происходит экспрессия генетических признаков донора, называется трансформантом. Второй тип трансдукция — это процесс генного переноса, при котором бактериальный вирус (бактериофаг), размножающийся в клетках бактериального штамма-до-нора, включает в себя часть генетической информации бактерии и после инфицирования другого, реципиент-ного, штамма вызывает иногда наследуемые изменения у последнего. Реципиентная клетка, которая таким путем приобретает признаки донора, называется трансдук-тантом. Третий тип переноса — кон ьюгацця — это процесс, при котором клетки бактериального штамма-доно-ра вступают в непосредственный механический контакт с клетками реципиентного штамма и передают последнему генетический материал. Реципиент, который получает этот материал, называется трансконъюгантом. Наряду с процессом мутирования генов трансформация, трансдукция и конъюгация играют важную роль в появлении новых типов бактерий. Эти процессы очень важны также потому, что они позволяют исследователям, занимающимся бактериальной генетикой, выяснять биохимические и генетические аспекты функционирования бактерий, устанавливать принципы строения, функционирования и регуляции генов, а также более сложных процессов синтеза макромолекул, роста и деления клеток. [c.65]

Конъюгация и трансформация — не единственные способы переда- чи генетического материала. Гены могут переноситься из одной бактериальной клетки в другую с помощью фагов. Такой перенос бактери- [c.131]

OM ОНИ способны передавать лишь с низкой частотой. Все хромосомные маркеры донора F+ передаются с примерно одинаковой частотой (около 10" на одну донорную клетку для любого маркера), и большинство образовавшихся трансконъюгантов наследует фактор F. Доноры Hfr передают хромосому направленно и последовательно начиная с генетически фиксированной точки, зависящей от места интеграции фактора F в бактериальной хромосоме. С самыми высокими частотами передаются те генетические маркеры, которые находятся вблизи точки начала переноса Hfr-хромосомы по мере удаления маркеров от этой точки частота их переноса и наследования пропорционально уменьшается. Такая картина наблюдается вследствие спонтанного случайного прекращения передачи хромосомы. За исключением редких случаев достаточно длительной конъюгации, когда возможен перенос всей Hfr-хромосомы, большинство трансконъюгантов, унаследовавших хромосомный материал Hfr, сохраняет генотип F , так как части интегрированной F-плазмиды передаются последними в качестве замыкающих маркеров. [c.102]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология