Реципиент конъюгации

Буквами обозначены разные гены, обладающие определенной биохимической активностью или передающие разные типы устойчивости. О —тот конец хромосомы, который идет впереди при конъюгации Л —положение точки, в которой обычно происходит разрыв хромосомы. Переноситься могут только гены, лежащие между О а R. Ряд В показывает время (в минутах), которое требуется разным генам для перемещения в клетку-реципиент. Ряд Л —процент рекомбинантов в потомстве по пяти из этих генов. Этот процент уменьщается от 90 до 15, так как гены, расположенные ближе к точке О, будут чаще попадать в клетку-реципиент, чем гены, расположенные далеко от нее. [c.243]

Чрезвычайно важным является то обстоятельство, что интегрированная в хромосому конъюгативная плазмида (например, F-фак-тор Е.соН) не теряет способности инициировать конъюгацию клеток и перенос ДНК из донора в реципиент. При этом ДНК плазмиды, составляющая одно целое с хромосомной ДНК, затаскивает в реципиент хромосому бактерии-донора. Между ДНК донора и реципиента может происходить общая рекомбинация, что приводит к обмену гомологичными генами между клетками бактериальной популяции. Этот процесс — бактериальный аналог полового размножения. Наличие механизма обмена генами очень важно для эволюции бактерий, поскольку, как и в случае патового размножения эукариот, нарушает абсолютную сцепленность генов одной хромосомы и позволяет естественному отбору находить благоприятные комбинации уже присутствующих в популяции бактерий аллельных вариантов генов. [c.128]

Рекомбинантная ДНК проникает в клетки бактерий, характеризующихся низкой частотой трансформации, таким же образом, как плазмидная ДНК из донорской клетки в реципиент-ную в естественных условиях. Некоторые плазмиды обладают способностью создавать межклеточные контакты, через которые они и переходят из одной клетки в другую. Образование контактов между донорной и реципиентной клетками обеспечивается конъюгативными свойствами плазмид, а сам перенос ДНК - мобилизационными. Большинство плазмид, которые используются в работах с рекомбинантными ДНК, не обладают конъюгативными функциями и поэтому не могут переходить в реципиентные клетки путем конъюгации. Однако проникновение в клетку некоторых плазмидных векторов все-таки происходит при наличии в этой клетке второй плазмиды, обладающей конъюгативными свойствами. Таким образом, введя в клетку, несущую мобилизуемый плазмидный вектор, плазмиду с конъюгативными функциями, можно трансформировать клетки-реципиенты, с трудом поддающиеся трансформации другими способами. [c.77]

Трансформация — это процесс гибридизации бактерий, при котором осуществляется перенос информации химически чистой ДНК от клетки-донора в клетку-реципиент, где в результате рекомбинации замещается специфическая последовательность генома. При этом ДНК выступает как трансформирующий агент без каких-либо живых посредников (как это имеет место при конъюгации и трансдукции) и чувствительный к ферменту ДНК-азе (рис. 2.16). Трансформированная клетка и ее потомство будут обладать новыми признаками, которые контролируются привнесенным участком ДНК, частично или заметно отличающимся по своей нуклеотидной последовательности от замещенного участка ДНК в хромосоме реципиента. [c.103]

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]

Трансформация бактерий заключается в переносе ДНК, выделенной из одних клеток, в другие. Для трансформации не требуется непосредственного контакта между двумя клетками. Способность ДНК проникать в клетку-реципиент зависит как от природы самой ДНК, так и от физиологического состояния клетки-реципиента. Трансформирующей ДНК могут быть только высокомолекулярные двухцепочечные фрагменты, при этом проникать в бактериальную клетку может ДНК, выделенная из разных биологических источников, но включаться в геном — только ДНК с определенной степенью гомологичности. После того как экзогенный фрагмент ДНК, проникший в клетку, нашел гомологичный фрагмент ДНК клетки-реципиента, между ними происходит генетический обмен аналогично тому, как это имеет место на последнем этапе конъюгации (рис. 40, А). [c.151]

Процесс переноса. Если смешать популяцию клеток Hfr с избытком клеток F то почти каждая клетка Hfr найдет себе партнера F я будет с ним конъюгировать. Из такой смеси через определенные промежутки времени брали пробы и, сильно встряхивая их в смесителе, насильственно разъединяли партнеров. Затем пробы переносили на чашки с агаром для выделения рекомбинантов. И наконец, исследовали рекомбинантные штаммы, чтобы выяснить, какие гены были переданы донорами клеткам-реципиентам. Исследования показали, что каждый ген передается в совершенно определенный момент времени после начала конъюгации (рис. 15.16). Временная последовательность переноса генов соответствовала порядку их расположения в бактериальной хромосоме, установленному в результате генетического анализа. Это значит, что любой штамм Hfr представляет собой гомогенную популяцию, все [c.459]

Генетическая карта. В результате применения описанного выше метода прерванной конъюгации, позволяющего выяснить временную последовательность переноса генов из клетки-донора, можно составить карту расположения генов в бактериальной хромосоме (рис. 15.17). Скорость их переноса в течение всего процесса остается постоянной. Моменты перехода внутрь клетки-реципиента позволяют судить о расстояниях между ними в хромосоме. При использовании этого метода не удается учитывать различия менее одной минуты. Для более тонкого картирования может служить анализ сцепления при трансдукции (переносе генов фагом). [c.460]

Процесс конъюгации, т. е. процесс переноса генов от клеток Hfr к клеткам F , можно остановить в любой момент интенсивным перемешиванием культуры клеток в гомогенизаторе Уоринга. В образовавшихся зиготах присутствует вся хромосома клетки-реципиента и часть хромосомы клетки-донора, в чем можно убедиться, исследуя фенотипы этих зигот (см. стр. 476). Эти эксперименты позволяют установить последовательность [c.481]

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]

Было показано, что из двух конъюгирующих клеток всегда только одна ответственна за рекомбинацию рекомбинанты, появляющиеся в последующем поколении, ведут свое происхождение именно от этой клетки. Здесь перед нами опять-таки система донор—реципиент. Донор передает генетический материал реципиенту, обратный же путь оказывается запретным. Конъюгация — однодорожечный , однонаправленный процесс. [c.171]

Попробуем его описать. Сначала монтируют штамм (каким образом, уже говорилось на стр. 166), который несет в своем геноме последовательно расположенные гены А, В, С, D и Е. Кроме того, он несет фактор F и, следовательно, служит донором. Штамм-реципиент будет соответственно содержать аллели а, Ь, с, d и е. Если конъюгация идет беспрепятственно, то рекомбинанты появляются в следующих соотношениях (перенос гена А происходит с частотой 100%) 90% В), 75%(С), 45%(D) и 25%( ) абсолютные величины, разумеется, много меньше. [c.174]

Эти результаты можно объяснить только тем, что при конъюгации геном, который мыслится как линейный, своим концом А входит в клетку-реципиент, постепенно продвигается внутрь и через 25 минут проникает в нее до маркера Е. Этот график движения вполне можно было бы использовать для построения геномной карты. [c.174]

Р-плазмиды. Кодируют пол у бактерий. Мужские клетки (Р ) содержат Р-плазмиду, женские (Р ) — не содержат. Мужские клетки выступают в роли донора генетического материала при конъюгации, а женские — реципиента. Они отличаются поверхностным электрическим зарядом и поэтому притягиваются. От донора переходит сама Р-плазмида, если она находится в автономном состоянии в клетке. [c.21]

Другим процессом, вследствие которого у бактерии происходит перенос наследственных признаков, является конъюгация. При конъюгации между двумя бактериями образуется перемычка, по которой от донора к реципиенту с небольшим количеством цитоплазмы (1%) перетекает большая часть ДНК (10%) с ее генетическими свойствами (бактериальная хромосома) и способностью синтеза своих белков, которых не было до этого у бакте-рии-реципиента. Имеется и ряд других примеров, которые с убедительностью доказывают передачу наследственных свойств, заложенных в молекуле ДНК. [c.274]

Плазмиды как объекты генной инженерии позволяют in vitro сконструировать de novo геном клетки, используя эндонуклеазы рестрикции (рестриктазы), передать его в клетки реципиентов конъюгацией, трансформацией или трансдукцией и при включении в клетку большого числа плаз-мидных копий увеличить число необходимых генов. Конструирование и передача генома облегчаются спецификой генетической организации систем биодеградации. Во-первых, они локализуются в трансмиссивных плазмидах. [c.348]

Хромосомную карту Е.соИ можно получить, если смешать клетки Hfr и р- и дать возможность конъюгации происходить в течение опре-деленного интервала времени, а затем клетки интенсивно перемешать, например, в гомогенизаторе Уоринга. В результате этой процедуры все конъюгационные мостики разрушаются и процесс спаривания бактерий прерывается. Спаривание прерывают через разные промежутки времени и определяют наличие в бактериях-реципиентах генов, перенесенных иа Клеток донорного штамма. При помощи этого метода было показано,, что для полного переноса хромосомы при 37 °С требуется приблизительно 100 мин и что локализацию любого гена в хромосоме можно приблизительно установить по времени, необходимому для переноса этого гена в клетку-реципиент. В действительности, однако, все выглядит несколька сложнее. Поскольку полный перенос всей хромосомы осуществляется редко, в опытах обычно используются разные подштаммы Е. соИ К-12, У которых фактор F расположен в разных местах во всех случаях гены,, локализованные по часовой стрелке сразу же за точкой интеграции (рис. 15-1), переносятся быстро и с высокой частотой. [c.191]

Генетический перенос у прокариот всегда осуществляется путем однонаправленного перехода ДНК из клетки в клетку, так что одна клетка служит донором, а другая — реципиентом ДНК. Этот переход может совершаться при конъюгации, включающей прямой контакт двух клеток, или в результате процессов, называемых трансдукцией и трансформацией. Трансдукционный перенос происходит при участии некоторых бактериальных вирусов (бактериофагов), способных захватывать фрагменты генома клетки-донора. Трансформационный перенос совершается путем поглощения клеткой-реципиентом свободных фрагментов ДНК, которые выходят из клетки-донора и попадают во внешнюю среду [56]. [c.26]

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]

Полагают, что фактор F представляет собой фрагмент ДНК и является плазмидой, причем в клетках F эта плазмида автономна, в то время как в клетках Hfr она включена в хромосому. Это предположение подтверждается тем, что при обработке клеток F акридиновым оранжевым плазмида F утрачивается, по тот же краситель не оказывает действия на клетки Hfr. Особенностью донорных клеток является наличие на их поверхности выростов, которые называют F-пилями, играющих роль в конъюгации, в процессе которой происходит спаривание клеток ири помощи F-пилей. В свою очередь ДНК плазмиды F внедряется в хромосому клетки-донора и разрывает ее кольцевую структуру. Затем линейный участок ДНК, оканчивающийся отрезком, соответствующим ДНК плазмиды F, внедряется в клетку-реципиент. При этом участок ДНК плазмиды F редко попадает в реципиентную бактерию. В результате конъюгации образуется зигота. Донорская ДНК в зиготе может интегрироваться в хромосому реципиента, а также реплицироваться независимо от генома реципиентной клетки. Полагают, что механизм интеграции представляет собой разрыв — воссоединение . [c.110]

Плазмиды бактерий. Генетическая информация бактерий не ограничивается ДНК, расположенной в нуклеоиде бактериальной клетки. Как уже отмечалось в предыдущих разделах книги, носителями наследственных свойств служат также внехромосомные элементы, получившие общее название плазмид. В отличие от ДНК ядерных эквивалентов-нуклеоидов, являющихся органоидами бактериальной клетки, плазмиды представляют собой независимые генетические элементы. Потеря плазмид или их приобретение не отражается на биологии клетки (приобретение плазмид оказывает положительное влияние лишь на популяцию в целом, повышая жизнеспособность вида). Свойство плазмид передаваться от одной клетки к другой положено в основу деления плазмид на группы 1) трансмиссивные, или конъюгативные (инфекциозные), и 2) нетрансмиссивные, или неконъюгативные (неинфекциозные). К трансмиссивным относят плазмиды, инициирующие свойства доноров у клеток-хозяев. При этом последние получают новое качество — возможность конъюгировать с клетками-реципиентами и отдавать им свои плазмиды. Клетки-реципиенты, приобретая во время конъюгации плазмиды, сами превращаются в доноров. [c.112]

В лизогенных клетках профаг прочно связан с хромосомой клетки-хозяина. При конъюгации клеток профаг вместе с хромосомой хозяина переносится из клетки-донора в клетку-реципиент. Генетические эксперименты показывают, что фаг лямбда присоединен к хромосоме хозяина в совершенно определенном месте (между галактозным опероном и биотиновым локусом). Вначале предполагали, что ДНК бактериофага только прикрепляется к хромосоме бактерии в этом участке. Однако в результате составления генетических карт фага, а также из опытов по рекомбинации стало ясно, что фаговая ДНК при лизогенизации не просто прикрепляется к бактериальной ДНК, а включается в нее. [c.150]

Фактор F и состояние Hfr. При исследовании процесса скрещивания бактерий выяснилось, что способность клетки быть донором связана с наличием особого фактора, который при конъюгации передается из одной клетки в другую - полового фактора F (от fertility-плодовитость). Клетки, не содержащие фактора F (клетки F ), могут функционировать только как реципиенты. При конъюгации, т.е. при прямом контакте между клетками, частота передачи фактора F близка к 100%. Таким образом, клетки-реципиенты в результате конъюгации превращаются в потенциальных доноров при этом хромосомные признаки еще не передаются. [c.457]

Фактор F представляет собой кольцевую двухцепочечную молекулу ДНК с массой 45 10 Да. В качестве внехромосомного автономно реплицируемого элемента ДНК ее следует отнести к олаЗ Мидам. Эта молекула содержит гены, ответственные за процесс конъюгации, в том числе гены, детерминирующие особые структуры клеточной поверхности, например половые волоски, или F-пили (рис. 15.15), необходимые для конъюгации. По всей вероятности, они служат для взаимного узнавания при контакте между клеткой-донором и клеткой-реципиентом и делают возможным образование конъюгационного мостика, по которому ДНК переходит внутрь клетки-реципиента. Пока не ясно, происходит ли такая инъекция ДНК через сами Р -пили. [c.458]

Рис. 15.16. Взаимоотношения между половыми типами Es heri hia oli. Клетка F может служить только реципиентом. При конъюгации с клеткой штамма F + или Hfr она может получить фактор F и в результате стать клеткой F. В клетке F + фактор F представляет собой кольцевую молекулу ДНК. Этот фактор можно удалить путем обработки клеток акридиновым оранжевым. При включении фактора F в бактериальную хромосому клетка переходит в состояние Hfr. Фактор может включиться в разные участки хромосомы и в различной ориентации от этого зависит, с какого места начнется и в каком направлении будет происходить перенос хромосомы (показано красными стрелками). В случае неправильного выключения фактора F из хромосомы он может превратиться в фактор F, содержащий кусочек хромосомной ДНК.

В отличие от механизмов переноса ДНК, описанных ранее, а именно конъюгации, трансдукции и трансформации, при которых ДНК передается от донора реципиенту, перенос генетической информации при слиянии протопластов не носит однонаправленного характера. [c.471]

Теперь относительно второго вопроса — о включении в геном клетки-реципиента. По-видимому, здесь первым шагом является спаривание, конъюгация переносимого фрагмента ДНК с гомологичным участком генома реципиента, что должно приблизительно соответствовать стадии зигонемы в мейозе. За ним следует обмен участками по типу кроссинговера разрыв и воссоединение, также знакомые нам по мейозу (только не надо забывать, что здесь мы имеем дело не с хромосомами более высокоразвитых организмов, а с двойными спиралями ДНК ). Правда, детали этого процесса пока еще почти неизвестны столь же мало мы осведомлены и о том, каким образом включаемый фрагмент отыскивает путь к гомологичному участку генома. Но одно установлено твердо включение участка чужого генома происходит и помимо синтеза ДНК. Очевидно, обмен в данном случае происходит не по механизму копирования с переменой матриц. [c.165]

Последовательность перехода генов в клетку-реципиент при конъюгации у семи различных штаммов Es heri hia oli К12 [c.177]

Перенос мог бы считаться полным только тогда, когда фактор Hfr продвинул бы весь геном в клетку-реципиент, да еще заодно и сам проник бы туда (у некоторых штаммов нечто подобное происходит довольно часто их обозначают Vhf от английского выражения Very high frequen y — очень высокая частота). Однако чаще конъюгация п )екра-щается, прежде чем в клетку-реципиент успеет перейти весь геном. Как правило, передаваемые фрагменты составляют всего около 10—20% общей длины генома. [c.177]

Конъюгация предполагает непосредственный контакт клетки-донора и клетки-реципиента. Клетка-донор должна обладать так называемой половой плазмидой — Р-фактором, который может быть автономен или интефирован в хромосому. [c.240]

Таким образом, при конъюгации происходит перенос ДНК между клетками в результате прямого контакта. Одна клетка в этом случае служит донором ( мужская клетка), другая — реципиентом ( женская клетка). Способность клетки служить донором определяется генами, содержащимися в особой плазмиде, называемой половым фактором или F-фактором (F от англ. fertility — плодовитость). В этих генах закодирован белок специфических пилей, называемых F-нилями или половыми ПИЛЯМИ. F-пили участвуют в межклеточном контакте при конъюгации. Пили — структур .1 полые и предполагается, что именно по этим пилям осуществляется перенос ДНК от донора (F+) к реципиенту (Р ). Процесс этот показан на рис. 2.13. [c.28]

Конъюгация — обмен генетической информацией при непосредственном контакте донора и реципиента. Наиболее высокая частота передачи у плазмид, при зтом плазмиды могут иметь разных хозяев. После образования между донором и реципиентом конъюгационного мостика одна нить ДНК-донора поступает по нему в клетку-реципиент. Чем дольше этот контакт, тем большая часть донорской ДНК может бытыюредана реципиенту. [c.22]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология