Бактериальный геном

Рис. 30-12. Генетическая рекомбинация в ходе вирусной трансдукции бактериальных генов в реципиентную клетку.

Слияние разных цепей ДНК обычно также и у лизогенных бактериофагов, которые вводят свою ДНК в бактериальный геном, где она в течение некоторого времени остается недеятельной. Отметим также, что сплайсинг ДНК является основным этапом всех экспериментов в области генной инженерии [542, 575]. [c.228]

После того как методика трансформации растений была полностью отработана, исследователи стали пытаться вводить различные растительные и бактериальные гены в клетки самых разных растений. Трансформированные растения проверяли на способность к синтезу чужеродного белка, проводили физиологические исследования, чтобы определить, как присутствие этого белка сказывается на всем растении. Во многих ранних экспериментах использовали промоторы, контролирующие конститутивную экспрессию в ряде растительных клеток. Не так давно были выделены и охарактеризованы растительные промоторы, контролирующие экспрессию чужеродных белков в специфических клетках на определенных стадиях роста и развития растения. Например, вместо сильного конститутивного 358-промотора вируса мозаики цветной капусты, функционирующего во всех растительных тканях в течение всей жизни растения, ис- [c.382]

И бактериальные гены, а вслед за ними и гены фактора F переносятся в женскую клетку. Согласно существующим представлениям, из клетки-донора в клетку-реципиент переходит (возможно, через Р-ворсинку) лишь одна из цепей ДНК, обычно обозначаемая как плюс -цепь (рис. 15-2). В клетке-реципиенте синтезируется комплементарная ми-нус -цепь, в результате чего образуется двухцепочечная молекула ДНК, несущая гены из Hfr-клетки. Только в редких случаях плюс -цепь до-норной клетки переходит в женскую клетку полностью. Чаще всего цепь ДНК или сама ворсинка разрываются, и происходит перенос лишь части хромосомы. [c.191]

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]

Бактерии размножаются обычным путем бинарного деления. При этом единственная молекула ДНК бактериальной хромосомы удваивается, и в результате дочерние клетки получают по идентичной хромосоме. Однако у некоторых бактерий обнаруживаются зачатки полового размножения. Процессом, перемешивающим бактериальные гены, является при этом генетическая рекомбинация (гл. 15, разд. Ж). [c.39]

Под биомассой здесь понимается вся совокупность веществ и материалов, побочных продуктов пищевой и перерабатывающей промышленности, которая может служить сырьем для получения ценных продуктов. Производство этанола или фруктозы из молотого зерна происходит в несколько ферментативных стадий. Участвующие в этих процессах ферменты часто используются однократно. Чтобы повысить эффективность ферментативных реакций и снизить стоимость процессов, исследователи занимаются клонированием и исследованием свойств бактериальных генов, кодирующих термостабильные, обладающие высокой каталитической активностью и устойчивые к действию спирта ферменты. [c.302]

Тритий, как известно, излучает Р-частицы, обладающие весьма небольшой энергией, и потому р-излучение распространяется на небольшое расстояние. Но и этого вполне достаточно, чтобы вызвать почернение фотографической пластинки. Клетки кишечной палочки, содержащие ДНК, меченную тритием, осторожно разрушают, а затем из них извлекают ДНК и препарат заливают фотографической эмульсией. После достаточно длительной экспозиции в темноте (в течение нескольких недель) препарат проявляют, и на нем обнаруживается длинная цепочка, образованная черными точками пластинка почернела только в непосредственной близости к излучающей ДНК. Интересно, что цепочка эта замкнута, так что получается слегка вогнутый овал (рис. 31). Означает ли это, что бактериальный геном имеет форму круга или эллипса К этому вот просу мы еще вернемся в дальнейшем, а пока что сосредоточим внимание на правой стороне фотографии в этом месте ДНК расщепилась на две нити. Очевидно, мы застали геном бактерии как раз перед началом удвоения. [c.94]

Судьба клетки, т. е. вопрос о том, превратится ли инфицирующий фаг в вирулентную форму или будет в виде профага включаться в бактериальный геном, зависит не от фага, а от клетки-хозяина, точнее, от внешних и внутренних условий, в которых находится в данный момент клетка-хозяин. В лизогенной клетке фагу не остается ничего другого, как вести себя смирно. [c.157]

Фаг весьма редко переносит одновременно два признака в некоторых случаях это даже совершенно исключено, что, впрочем, легко понять. Подсчитано, что бактериальный геном примерно в 100 раз длиннее, чем геном фага поэтому совместно могут передаваться разве что те гены, которые удалены друг от друга не более чем на одну сотую длины генома. Разумеется, для групп генов, лежащих еще ближе друг к другу, такая совместная передача более вероятна (отметим, кстати, что благодаря всему этому мы получаем превосходный масштаб для составления генетической карты бактериального генома). [c.160]

Поговорим сначала о возможных размерах переносимой ДНК. В процессе выделения (при разрушении клеток в гомогенизаторе) исходный бактериальный геном распадается на фрагменты с довольно стабильным молекулярным весом — около 5 миллионов, что составляет примерно всего генома (так как в предыдущем опыте 5-ген представлял собой, очевидно, единственный ген, по которому различались клетка-донор и клетка-реципиент, то, следовательно, любой двухсотый или пятисотый фрагмент мог оказаться тем, который содержал этот ген и вследствие этого обладал трансформирующей активностью). [c.165]

Бактериальный геном кусает себя за хвост [c.176]

Формально это можно объяснить только тем — и это последняя неожиданность, которую мы преподнесем читателю в этом разделе, — что бактериальный геном не линеен, а свернут в виде кольца он не имеет сво- [c.176]

В 1996 г. Европейский Союз дал разрешение на ввоз из США генетически модифицированной кукурузы. Кукуруза содержит бактериальный ген, повышающий ее устойчивость к вредителям и болезням, а кроме того, ген устойчивости к антибиотику ампициллину. Защитники природы выступают против внедрения такой кукурузы и угрожают акциями протеста. [c.240]

Но результаты оказались обескураживающими ген, введенный в растение, не работал . Точнее, работал , но плохо уровень его экспрессии не защищал от вредителя. Дело в том, что Bt, в отличие от агробактерий, не приспосабливала свои гены для работы в растении, а значит, эти гены не могли эффективно читаться им. Лишь через годы ученые расшифровали бактериальный ген Bt и заменили его кодоны (триплеты нуклеотидов, кодирующие аминокислоты) аналогичными растительными . Так как одна и та же аминокислота может кодироваться разными кодонами, новый ген, хотя и отличался по составу кодонов от исходного, функционально был ему идентичен. Когда такой ген ввели в растения, он прекрасно обеспечил устойчивость к вредителю. Впрочем, за словами ген ввели в растения стояли десятки и даже сотни экспериментов, один из которых и дал нужный результат. [c.102]

РИС. 15-2. Интеграция фактора F с бактериальной хромосомой и перенос иекоторызе бактериальных генов в другую клетку. А. Включение фактора F в геном Е. соИ и перенос плюс -цепй ДНК в женскую клетку-реципиент. Б. Генетическая рекомбинаци между фрагментом перенесенной ДНК и геномом клетки-рецнпиента. [c.190]

Экспериментально было показано, что стрессовый ответ у бактерий и высших растений выражается сходно. И у растений, и у бактерий начинается усиленный синтез молекул осмопротекторов, механизм действия которых состоит в установлении осмотического баланса между цитоплазмой и окружающей средой, а также стабилизации белковых молекул. В бактериях биоситнез пролина хорошо изучен, известны гены, кодирующие ферменты этого процесса. Избирательная экспрессия генов осмопротекторов может привести к увеличению адаптационных качеств растения и, следовательно, к увеличению его продуктивности. Поэтому следующим шагом на пути создания устойчивых к стрессам растений было клонирование бактериальных генов, получение векторных конструкций на основе Ti-плазмиды и введение их в растения. Полученные трансгены синтезировали и накапливали пролин в 4—6 раз интенсивнее, чем обычные растения. Трансгенные побеги могли укореняться и расти при концентрации соли в среде 20 г/л (350 мМ). [c.156]

ДНК включается в хромосому Е. соИ как профаг и реплицируется в клетке вместе с нормальными бактериальными генами (состояние лизогении). Однако при недостатке питательных веществ или иных неблагоприятных обстоятельствах интегрированная фаговая ДНК высвобождается, и запускается литический цикл развития. Размер ДНК фага X составляет примерно 50 т. п. н., причем значительная ее часть (около 20 т. п. н.) несущественна для размножения фага и отвечает за его встраивание в хозяйскую ДНК. В связи с этим возникла идея, что ее можно заменить фрагментом другой ДНК эквивалентного размера. Образующаяся рекомбинантная молекула будет реплицироваться в клетке как ДНК рекомбинантного фага X, вставшего на литический путь развития. [c.72]

Селективные маркерные гены Для отбора трансфицированных клеток млекопитающих часто используют бактериальный ген Neo кодирующий неомицинфосфотрансфера-зу. В этой системе применяется токсичное соединение генетицин (G-418), блокирующее трансляцию в нетрансфицированных клетках млекопитающих. При этом в трансфицирован- [c.150]

Предположим, что вы клонировали бактериальный ген, экспрессирующийся в Е. соИ, и хотите изменить его активность. Однако в результате применения стандартного метода мутагенеза с использованием ДИК М13 по ряду технических причин лишь небольшая часть клонов приобрела мутантный ген-мишень, а большинство из них содержит интактный ген. Как увеличить долю клонов, содержащих ДНК с нужной мутацией [c.176]

Устойчивость к этому ингибитору фотосистемы II обеспечивается трансформацией табака или хлопка бактериальным геном нитрилазы, кодирующим фермент, разрутиающий гербицид [c.401]

Регуляция синтеза ферментов на этапе транскрипции основана на том, что считывание бактериальных генов происходит избирательно и скорость образования копий соответствующих иРНК (а отсюда и дальнейшая их трансляция в белки) находится под сложным контрольным механизмом. Скорость синтеза ферментов, определяемая этой стадией, может меняться в разной степени. По данному признаку все ферменты делятся на два класса. Ферменты, синтез которых в растущей клетке происходит с постоянной скоростью в результате постоянного транскрибирования соответствующих генов и, следовательно, они присутствуют в клетке в более или менее постоянной концентрации, называются конститутивными. К ним относятся, например, гли-колитические ферменты. Метаболические пути, функционирующие с участием конститутивных ферментов, контролируются посредством других регуляторных воздействий, например аллостериче-ского ингибирования. [c.118]

При включении бактериальных генов вместе с их регуляторными участками в Е. соП они, как правило, экспрессируются, давая мРНК и белок. Это происходит потому, что в сигнальных последовательностях, управляющ>1Х транскрипцией и трансляцией в различных прокариотических организмах, много общего. Однако экспрессия генов эукариот в бактериях наблюдается очень редко, если не создавать специальные условия. Регуляторные сигналы эукариот сильно отличаются от регуляторных сигналов бактерий [c.436]

Не следует смешивать трансдукцию и лизогенную (вирусную) конверсию (нехромосомная лизогения), при которой также изменяется фенотип бактерий. Попавший в клетку фаг либо вегетирует и лизирует бактерии, либо, в случае профагов, индуцирует у части зараженных клеток иммунную реакцию, предотвращающую вегетацию фага и лизис бактерий. Так возникает лизогенное состояние, когда геном фага в виде профага находится в интегрированном с бактериальной хромосомой состоянии. Тогда некоторые гены фага непосредственно (контролируя образование особого фермента) или опосредованно (взаимодействуя с бактериальными генами) изменяют фенотип зараженной клетки. Например, S-формы колоний туберкулезных микобактерий могут возникать при лизогенизации шероховатых штаммов. [c.106]

Бактериальный фермент, катализирующий связывание азота, представляет собой сложную белковую молекулу и носит название ншпрогеназы. У симбиотических форм Rhizobium этот фермент катализирует превращение атмосферного азота в аммиак, который переходит в цитоплазму клеток растения-хозяина, где превращается в глутамин, глутаминовую кислоту и далее в остальные амииокислоты. Генетический анализ показал, что успешное осуществление симбиотической азотфиксации требует координированной экспрессии большого числа различных бактериальных генов и многих генов растения-хозяина. У Rhizobium большая часть генов, имеющих отношение к азотфиксации,-так называемых генов m/-сгруппирована в плазмиде, имеющейся у этой бактерии. [c.179]

Новые комбинации генов можно создать и искусственным путем в лабораторных условиях с помощью таких ферментов, как рестриктирующие эндонуклеазы, ДНК-лигаза и терминальная трансфераза. Чтобы встроить чужеродный ген в геном клеток Е. соИ, этот ген сначала пришивают к вектору, которым служит либо плазмида Е. соИ, либо ДНК фага Х. Полученная рекомбинантная ДНК может затем попасть в клетку Е. oli, ковалентно включиться в ее хромосому и в составе этой хромосомы реплицироваться. Если новый ген, содержащийся в рекомбинантной ДНК, обладает подходящими сигнальными последовательностями, указывающими начало и конец транскрипции, то такой ген будет транскрибироваться и транслироваться с образованием соответствующего белкового продукта. Многие гены из животных клеток уже были введены в бактерии, а бактериальные гены в свою очередь были встроены в эукариотические клетки. С помощью бактерий, в геномы которых введены соответствующие гены, можно получать применяемые в медицине белковые препараты-инсулин, гормон роста и интерфероны. [c.991]

Вернемся теперь к вопросу о продолжительности перемирия. Оно, увы, непродолжительно. В какой-то момент по неизвестной нам причине профаг покидает бактериальный геном, становится вирулентным и ли-зирует клетку, бывшую до того лизогенной. [c.157]

Прежде чем приводить второе основание, мы должны-выяснить, где и в каком виде пребывает профаг в лизогенной клетке. Установлено, что он находится в непосредственной близости от бактериального генома кажется весьма вероятным, что он не встраивается в бактериальный геном, а прикрепляется к нему в совершенно определенном месте, до известной степени конъюгирует, подобно гомологичным хромосомам в мейозе, прочно спариваясь с ним. Благодаря этому он наследуется как бактериальный ген. Впрочем, считается, что спаривание происходит не по всей длине, а только в средней части (С1-участок) генома фага, тогда как боковые участки [c.157]

Не вполне ясно, почему профаг, существуя как бы в форме бактериального гена, не может приступить, подобно вирулентному фагу, к непрерывному самовоспроизведению с последующим лизисом клетки, а [c.158]

Напротив, само существование репрессоров не вызывает никаких сомнений. И все столь неоспоримые доказательства на этот счет получены в генетических экспериментах. Как бы неправдоподобно это ни звучало, но все детали описанных здесь механизмов регуляции обнаружены в опытах по рекомбинации бактерий (тут использовались и конъюгация, и трансдукция, и сексдукция, и создание гетерогенот путем внесения в бактериальные клетки определенных участков генома в дополнение к уже находящемуся там бактериальному геному (см. стр. 163) и т. д. Всю работу, которая потребовалась для разработки планов экспериментов, а также для интерпретации полученных результатов, невозможно даже оценить в полной мере, настолько она грандиозна. [c.289]

Воздействуя на бактерии мутагенными факторами, можно получить мутантные штаммы, чрезвычайно сходные с мутантами нейроспоры. Это сходство почти окончательно доказывает, что бактериальные гены в функциональном отношении напоминают гены грибов. [c.165]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология