Компетентные бактерии

Таким образом, естественная компетентность бактерий обусловлена существованием специфических механизмов, которые [c.120]

ДНК, используют для трансформации бактериальных клеток специальных штаммов Е. oli. Трансформация бактерий плазмидами векторов основана на способности клеток акцептировать внутрь себя молекулы ДНК (компетентности). Трансформацию клеток Е. oli обычно проводят одним из двух методов с помощью кальциевого шока или электропорацией. В обоих случаях бактериальная мембрана становится более проницаема для молекул ДНК, последние входят в протоплазму бактериальной клетки. [c.37]

Примечание. Компетентные бактерии можно хранить в холодильнике несколько дней. [c.82]

Е. Трансформация компетентных бактерий [c.82]

К 300 мкл компетентных бактерий добавляют лигированную ДНК (максимум 25 мкл), инкубируют во льду 60—90 мин, а затем при 42 °С 2 мин (тепловой шок) добавляют 1,0 мл ЕВ-среды (при комнатной температуре) и инкубируют 30 мин при 37 °С. [c.82]

При проведении трансформации у бактерий с естественной стадией компетентности необходимо учитывать факторы, влияющие на такое состояние температуру, состав среды и ее pH, наличие определенных концентраций двухвалентных катионов. [c.184]

Аликвоты наращивают до стадии стационарной культуры каждая из них содержит независимые клоны провирусной ДНК, имеющей в своем составе ген neo. Описанная процедура клонирования требует использования компетентных бактерий, обеспечивающих высокую эффективность трансформации (по меньщей мере 2-10 мкг), в количествах, позволяющих получить 2-10 трансформантов. Однако высокоэффективная канамициновая селекция в жидкой среде делает отбор клонов относительно несложным. Подробно этот метод описали Браун и др. [12]. [c.301]

Биологический смысл природной компетентности бактерий не вполне понятен. Процесс трансформации бактериальных клеток в природных условиях обеспечивает поддержание жизненно важного динамического состояния генома бактериальных клеток. Развитие компетентности тесно сопряжено с рекомбинацией и репарацией бактериальных хромосом и является одним из молекулярных механизмов, обеспечивающих горизонтальный перенос генов у микроорганизмов [204]. В настоящее время имеются указания на то, что донорная ДНК, которая захватывается бактериальными клетками в природных популяциях микроорганизмов, появляется не только из-за случайной гибели клеток. Развитие компетентности, по крайней мере у Strepto o us pneumoniae, индуцирует лизис части клеток этой популяции и освобождение геномной ДНК, а следовательно, процессы освобождения ДНК и ее захвата бактериальными клетками в таких системах координированы [205]. Суммируя данные о биологическом значении природной компетентности бактериальных клеток, можно заключить, что при участии этого процесса происходит обмен генетической информацией в популяциях микроорганизмов, что необходимо для поддержания генетического разнообразия вида и распространения генов, важных для выживания бактерий в изменяющихся условиях окружающей среды. Кроме того, трансформирующая ДНК может участвовать в репарации повреждений бактериальных хромосом после генотоксических воздействий [206]. [c.144]

Т. у мн. бактерий (пневмококки, стрептококки, гемофиль-ные бактерии, бациллы)-естественный процесс, происходящий в прир. популяциях. При этом клехки, способные поглощать и включать в свою хромосому чужеродную ДНК, находятся в состоянии т.наз. компетентности (готовности), наступающем в определенный период жизненного цикла (конец фазы роста). Развитие компетентности может идти по каскадному типу клетки, ставшие компетентными, выделяют в среду низкомол. белок (т.наз. [c.625]

У некоторых бактерий, в особенности гра.мположительных, существует процесс естественной трансформации (см. раздел 4 этой главы). Находясь в особом, компетентном, состоянии, эти бактерии способны получать ДНК, оказавшуюся в среде (например, ДНК из погибших клеток), в частности плазмидную ДНК. Это еще один путь перемещения плазмид из клетки в клетку. При трансформации грамположительных бактерий в клетку проникает лишь одна линейная цепь ДНК- Поэтому для восстановления кольцевого плаз- [c.111]

Клетки, способные поглощать чужеродную ДНК, называются компетентными. Компетентность Е. oli необходимо индуцировать, а некоторые другие бактерии обладают этим свойством изначально. Долю компетентных клеток можно повысить, используя специальную питательную среду или условия культивирования. Для бактерий, устойчивьгх к химическим индукторам компетентности или не обладающих природной компетентностью, применяются другие системы доставки ДНК. [c.76]

Клеточные стенки бактерий содержат автолизины - ферменты, растворяющие пептидогликановый слой. Их активность необходима для процессов роста клеточной стенки, деления клеток, споруляции и достижения состояния компетентности при трансформации. [c.18]

А virus is а virus . Это выражение принадлежит Андрэ Львову (лауреату Нобелевской премии в области медицины за 1965 год). Оно означает, собственно, только то, что хотя определение этого понятия еще и сегодня полно неясностей, но вирус есть нечто такое, что не спутаешь ни с чем другим, и потому всякое определение становится почти излишним. Тем не менее читателю хотелось бы все же услышать компетентное суждение о том, что, собственно говоря, представляет собой вирус. Ибо то, что вирусы существуют, он уже испытал на собственном печальном опыте. Известно, что они вызывают многие опасные болезни. Полиомиелит, оспа, корь и некоторые формы менингита и гриппа (этот перечень, конечно, далеко не полон) — вирусные заболевания. К числу вирусных заболеваний животных относятся, например, ящур и куриная чума. Даже растения поражаются вирусами известны вирус мозаичной болезни табака, Х-вирус картофеля и многие другие. И наконец, — приятно узнать — существуют вирусы, которые поражают и уничтожают бактерий это так называемые бактериофаги (от греческого фагос — пожиратель). [c.144]

К моменту проведения этого эксперимента уже была известна генетическая трансформация пневмококков и было установлено, что она осуществляется бактериальной ДНК- Поэтому на первый взгляд казалось вероятным, что Ледерберг и Татум столкнулись всего лишь с другим случаем такой трансформации. Могло оказаться, например, что при совместном росте двух ауксотрофных родительских штаммов из некоторых клеток Met+ Bio штамма В в результате спонтанного лизиса выделялись молекулы ДНК, несущие гены met bio, и что эти молекулы проникали в компетентные клетки Thr Leu Thi штамма А, приводя к образованию прототрофных трансформантов. Однако весьма скоро выяснилось, что происхождение таких рекомбинантов едва ли можно объяснить трансформацией, поскольку было показано, что для их появления необходим непосредственный контакт между бактериями штаммов А и В. Так, Ледерберг и Татум показали, что если к культуре одного штамма добавить стерильный фильтрат среды, в которой был выращен другой штамм, то образования прототрофов не происходит, даже если клетки этого штамма были разрушены или лизированы непосредственно перед фильтрацией среды. В 1950 г. Дэвис получил дополнительные данные, подтверждающие результаты Ледерберга и Татума, проведя свой эксперимент в U-образной пробирке (фиг. 107). Два ауксотрофных штамма А и В высевали в ветви U-образной пробирки, которые были разделены в нижней части пористым стеклянным фильтром, непроницаемым для клеток Е. соИ, но пропускающим частицы размером менее 0,1 мкм, а следовательно, и свободные молекулы ДНК- Затем обе бактериальные культуры выращивали до насыщения. Повышая и понижая поочередно на одном из концов U-образной пробирки давление, медленно перегоняли культуральную жидкость из одной ветви в другую. В результате два ауксотрофных штамма использовали одну и ту же питательную среду, но между клетками непосредственного контакта не было. Ни в одной из ветвей U-образной трубки прототрофы обнаружены не были. Следовательно, для образования рекомбинантных бактериальных геномов необходимо, чтобы две конъюгирующие родительские клетки пришли в контакт. [c.216]

В отношении последнего свойства среди наиболее важных моментов укажем структуру клеточной поверхности, образование факторов компетентности, способность подвергаться автолизу и присутствие или отсутствие профагов (умеренных бактериальных вирусов, геном которых реплицируется синхронно с геномом бактерии-хозяина). [c.66]

Мандель и Хига [28] обнаружили, что обработка клеток Е. oli СаСЬ с последующими инкубацией на холоду и тепловым шоком приводит к включению ДНК, добавленной в среду. Их результаты дали толчок к разработке ряда приемов, позволяющих индуцировать состояние компетентности у бактерий различных родов и тем самым осуществлять трансформацию хромосомной и плазмидной ДНК, а также реализовать возможность трансфекции с помощью ДНК бактериофагов. [c.75]

Трансформация — важный метод генетического анализа, так как имеющиеся в природе способные к трансформации виды не имеют систем конъюгации, и только небольшое число видов имеет хорошо развитые системы трансдукции. В аспекте фундаментальной науки трансформация позволила составить представление о механизме генетической рекомбинации [25, 31], а в случае Ba illus subtilis ее изучение способствовало получению информации о начале и направлении репликации хромосомы [18]. Данные экспериментов по внутривидовой и межвидовой трансформации использовались также для определения степени генетического родства между определенными участками генома [31]. Такой подход стимулировал изучение родства с использованием анализа кинетики реассоциации ДНК (гл. 22) и новейших методических приемов при исследовании рекомбинантной ДНК. Использование трансформации и трансдукции тесно связано с методологией изучения рекомбинантной ДНК, где благодаря искусственной индукции компетентности возможно введение рекомбинантных молекул в клетки различных видов бактерий. [c.80]

Механизмы индукции компетентности остаются не изученными. Предполагается, что высокие концентрации ионов кальция и других металлов вызывают структурную реорганизацию клеточных мембран, а также плазмолиз (сжатие цитоплазмы в связи с потерей воды). При этом усиливается мембранная проницаемость, увеличиваются размеры периплазматического пространства. Действительно, показано, что обработка ионами Са + стимулирует поступление из среды в периплазму белка, связывающего мальтозу (БСМ), и восстановление транспорта мальтозы у соответствующих мутантов Е. соИ (J. Brass et al., 1983). ДНК подавляет этот процесс, а БСМ снижает эффективность трансформации. Это свидетельствует о том, что обработка ионами Са + усиливает поступление в периплазму ДНК и белка, которые конкурируют друг с другом за вхождение. Исследование структуры мембран бактерий, обработанных ионами щелочно-земельных металлов, обнаружило образование в них полиморфных изменений, участков соединения и слияния мембран (А. Г. Сабельников и др., 1985). В связи с этим предполагается, что ДНК поступает в цитоплазму сквозь дефекты мем- [c.122]

Уже несколько лет известно, что штаммы агробактерий сек-ретируют как ауксины (индолилуксусную кислоту, ИУК), так и цитокинины транс-зеатнп) и что подобная активность может создавать локальное гормональное окружение, оказывающее физиологическое влияние на клетки растения в отношении их компетентности для трансформации, скорости роста трансформированных клеток и проявлений морфогенеза. Например, в нопалиновых штаммах обнаружен локус tzs), расположенный с внешней стороны рядом границей угг-области, который кодирует фермент, отвечающий за конститутивную продукцию бактерией [c.32]

Индукция корончатого галла и косматого корня агробактериями обычно происходит в участках поранения, и растительные клетки, как полагают, компетентны для трансформации только в течение короткого промежутка времени, вероятно, соответствующего S-фазе клеточного цикла, когда происходит репликация генома [52]. Поранение может привести к следующим последствиям 1) обеспечить бактериям доступ к участкам узнавания на поверхности клеток, 2) стимулировать связанное с раневым ответом деление клеток, обеспечивающее компетентность растительных клеток для трансформации, и 3) стимулировать продукцию образующихся в ране соединений, например ацетосирингона, которые привлекают агробактерии и активируют utr-гены, необходимые для переноса Т-ДНК. Таким образом, для достижения трансформации клетки растения должны находиться в S-фазе и быть легкодоступны для вирулентных агробактерий (рис. 2.3). Особенно важно отметить, что зачатки многих органов в сложных эксплантатах, таких, как сегменты гипокотилей и стебля, часто развиваются из покоящихся меристем или специфичных тканей, глубоко запрятанных под несколько слоев клеток эксплантата (см. гипокотиль льна на рис. 2Л, В). Хотя такие клетки способны к регенерации в побеги, их расположение может препятствовать контакту с агробактериями и, следовательно, трансформации. [c.95]

Анализируют рост высеянных клеток и определяют время вступления клеток в митоз, чтобы добавить агробактерии именно в тот момент, когда растительные клетки компетентны для трансформации. Это особенно важно для протопластов, которым может потребоваться около недели или более для дедифференциации, восстановления клеточной стенки, начала репликации генома и инициации клеточного деления. Высев на чашку суспензионной культуры с низкой плотностью клеток, как правило, тормозит деление до тех пор, пока клетки не кондиционируют среду, что может занять несколько дней. В большинстве случаев можно использовать фидерный слой, чтобы облегчить рост протопластов или суспензионной культуры с низкой плотностью кле- ок. Важно детально знать характеристики системы культивирования. Кроме того, система должна быть воспроизводимой, чтобы время, в течение которого живые агробактерии культивируются с растительными клетками, сократить до минимума иначе бактерии заполняют культуральную среду и вызывают гибель растительных клеток. [c.142]

У наиболее важной для генной инженерии грамположительной бактерии В. subtilis компетентность в искусственных условиях можно развить, выращивая клетки в специальных минимальных питательных средах, содержащих глюкозу в качестве источника углерода, а также ионы Mg2+ и Са + [207]. Ионы Mg2+ необходимы для активации специфических нуклеаз, участвующих в захвате экзогенной ДНК. Одним из практических способов достижения компетентности является двухступенчатое понижение скорости роста клеток в культуре. Биосинтетические процессы в компетентных клетках замедлены, что может проявляться, в ча- [c.144]

Процесс интеграции ДНК в процессе трансформации грамположительных бактерий разделяют на пять стадий 1) интернализация ДНК и ее расположение в непосредственной близости от хромосомы 2) образование нестабильного донорно-реципиент-ного комплекса 3) образование стабильного нековалентного комплекса 4) образование ковалентного комплекса между до-норной и реципиентной ДНК 5) разрешение ковалентного гетеродуплекса, содержащего ошибочно спаренные нуклеотиды. Подробное рассмотрение всех этих вопросов выходит за рамки круга обсуждаемых нами проблем. Замечу только, что переход между стадиями 2 и 3 блокируется каумермицином, ингибитором ДНК-гиразы, что указывает на важную роль пространственной структуры ДНК в рассмотренном процессе рекомбинации между донорной ДНК и реципиентной ДНК бактериальной хромосомы. После установления компетентности клетки В. subtilis остаются в таком состоянии в течение нескольких часов. [c.146]

Клетки Е. сой не обладают природной компетентностью. Однако ввиду важности этого организма для молекулярной генетики, были разработаны методы, позволяющие придавать Е. соИ искусственную компетентность. При искусственной компетентности трансформирующие плазмиды взаимодействуют со специфическими каналами на внешней поверхности клеток. Каждая клетка обладает 10-200 каналами, обеспечивающими транспорт питательных веществ и других ингредиентов, необходимых для роста и размножения бактерий. В опытах по конкуренции трансформирующей плазмиды pBR322 и ее производной pXf 1 было установлено, что когда их смешивают в отношении 1 1000 (в сумме 10 молекул на клетку), это никак не сказывается на эффективности трансформации pBR322. Уменьшение этой пропорции до 1 10 ООО или 1 100 ООО (100 молекул на клетку) понижало эффективность трансформации лишь на 60 и 80%, соответственно. Это показывает, что имеется много каналов для проникновения ДНК, а сами клетки должны конкурировать друг с другом за ее захват. [c.148]

Смотреть страницы где упоминается термин Компетентные бактерии: [c.230] [c.82] [c.83] [c.84] [c.66] [c.107] [c.318] [c.467] [c.254] [c.165] [c.318] [c.69] [c.96] [c.115] [c.118] [c.120] [c.121] [c.122] [c.62] [c.208] [c.143] [c.144] [c.145]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология