Трансформация, трансдукция и конъюгация

Наиболее изучены три типа передачи ДНК, отличающиеся друг от друга способом ее транспортировки трансформация, трансдукция, конъюгация (рис. 5.1). [c.84]

ТРАНСФОРМАЦИЯ, ТРАНСДУКЦИЯ И КОНЪЮГАЦИЯ [c.103]

В нормальных природных условиях гены и наборы генов претерпевают рекомбинацию в ходе таких биологических процессов, как трансформация бактерий, вирусная трансдукция, конъюгация бактерий и обмен генов при слиянии половых эукариотических клеток. Гены и группы генов могут также перемещаться с одного места на другое как в пределах одной и той же хромосомы, так и между разными хромосомами. Например, белки-антитела, которые вырабатываются клетками крови (иммуноцитами) позвоночных против миллионов самых разных, не содержащихся в организме [c.991]

Генная систематика. Основана на способности бактерий с гомологичными ДНК к трансформации, трансдукции и конъюгации, на анализе внехромосомных факторов наследственности — плазмид, транспозонов, фагов. [c.6]

Изучение генетических рекомбинаций у бактерий в опытах трансформации, трансдукции и конъюгации. [c.69]

Из трех основных процессов, приводящих у прокариот к генетической рекомбинации (конъюгация, трансформация, трансдукция), наиболее совершенным является процесс конъюгации, так как он обеспечивает возможность более полного обмена генетическим материалом двух клеток. (При благоприятных условиях возможно вхождение в реципиентную клетку всей донорной ДНК). Однако эффективность механизмов генетической рекомбинации высока для достаточно близкородственных прокариотных организмов. Поэтому не лиш.ена оснований точка зрения, что исключительного значения в процессах изменчивости бактерий межвидовая передача генетической информации не имеет. Это соображение подкрепляется и обнаруженными в последнее время в клетках прокариот барьерами на пути вырал-сения чужеродного генетического материала. [c.133]

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]

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 — 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]

Для бактерий размножение, как правило, не связано с половым процессом. Однако у некоторых наблюдается особый процесс передачи генетической информации с образованием меро-зиготы — конъюгация. Другие типы передачи генетической информации — трансформация (с помощью переноса голой ДНК) и трансдукция (с помощью бактериофагов). [c.65]

Наследственную изменчивость у прокариотических микроорганизмов вызывают рекомбинации генетического материала трех основных типов конъюгация, трансформация и трансдукция. [c.240]

Взаимодополняющие процессы ограничения и модификации затрагивают область явлений, которая гораздо шире простого развития фагов, так как они обеспечивают клетке способность узнавать и отвергать внедрение чужеродной ДНК. Так, ограничение и модификация играют важную роль во всех рассмотренных в предыдущих главах процессах переноса генов между бактериями — трансформации, конъюгации и трансдукции. Если бактерия-реципиент содержит ограничивающие нуклеазы, действующие на нуклеотидные последовательности ДНК донора, которые не метилированы модифицирующими ферментами бактерии-донора, то при любом процессе генетической рекомбинации вероятность включения генов донора в геном реципиента будет очень мала. С еще более широкой точки зрения приобретение организмом системы ограничения н модификации неприемлемой ДНК может быть первым шагом на пути образования новых видов. Такая защита от скрещивания с организмами, в других отношениях ничем не отличающимися, обеспечивает репродуктивную изоляцию, необходимую для видообразования. Так или иначе, открытие специфического метилирования и разрывов определенных точек ДНК расширило наши представления о специфичности генетического вещества, которая ранее считалась обусловленной исключительно перестановками только четырех пуриновых и пиримидиновых оснований полинуклеотидной цепи ДНК. [c.373]

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]

Именно простота организации прокариот объясняет быстрый прогресс в изучении генетического аппарата бактерий, к которым генетики обратились только в начале 40-х годов. С 1944 по 1952 г. у бактерий были расшифрованы три основных процесса, приводящие к объединению и рекомбинации генетического материала трансформация, конъюгация и трансдукция. [c.199]

Конкретные задачи генетического анализа диктуют выбор того или иного метода введения генетического материала в клетки-реципиенты. Так, прерываемая конъюгация позволяет установить последовательность генов на хромосоме. Однако этот метод неудобен при картировании маркеров, разделяемых 1—2 мин карты. В этих случаях необходимо картирование по трем точкам, которое проводят как на основе конъюгации, так и на основе трансдукции или трансформации. Для интеграции линейного фрагмента, внесенного в клетку, требуется двойной кроссинговер с кольцевой хромосомой. [c.214]

Трансформацию и трансдукцию, а также учет частот рекомбинации при конъюгации обычно применяют для картирования на коротких участках бактериальной хромосомы. Общее расположение генов на хромосоме обычно определяют в опытах по прерываемой конъюгации. [c.216]

Генетический обмен возможен за счет трансформации и трансдукции, но не конъюгации. Устойчивость к антибиотикам вырабатывается медленно. [c.306]

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]

Генетика микроорганизмов характеризует их наследственность, и изменчивость. Носителями наследственности являются хромосомы, которые состоят из ДНК. Именно в молекуле ДНК закодирована генетическая информация, которая контролирует все процессы обмена, роста и размножения. Каждому признаку соответствует в качестве носителя информации определеный ген (функциональная генетическая единица). Обмен генетическим материалом происходит у микроорганизмов тремя путями трансформацией, трансдукцией и конъюгацией [1]. [c.17]

Микроорганизмы, как и высшие организмы, способны собирать и перераспределять уже имеющуюся информацию между родственными, но генотипически неоднородными клетками Это происходит при трансформации, трансдукции и конъюгации у бактерий, при половой и соматической гибридизации у растений и животных Яркий пример здесь с гибридомами, продуцирующими моноклональные антитела (см ) [c.228]

С этими закономерностями мы ознакомились. Мы видели, что существует несколько механизмов такой передачи. Бактерии в этом отношении отличаются поразительной изобретательностью тут и трансдукция, и трансформация, и конъюгация, и сексдукция. .. Лишь одно им не удалось создать настоящую мейотическую систему. Однако и парасексуальные механизмы позволяют им весьма эффективно размножаться и исключительно быстро приспосабливаться к новым условиям — в противном случае они давно исчезли бы с лица Земли. [c.183]

Таким образом, Циндер и Ледерберг открыли третий механизм генетического обмена у бактерий, резко отличающийся от трансформации и конъюгации. Поскольку фаг Р22 может трансдуцировать любой участок генома Salmonella, такой процесс трансдукции назван неспецифическим в отличие от специфической трансдукции, осуществляемой фагом Xdg, которая, как мы видели ранее, затрагивает только тот участок генома Е. соИ, который расположен поблизости от локуса прикрепления attX. [c.353]

Перенос генов был описан для относительно немногих бактерий число их продолжает расти по мере того, как лучше изучаются условия, позволяющие продемонстрировать это явление в лаборатории. В гл. И обсуждаются три известные системы переноса генов трансформация, трансдукция и конъюгация. В некоторых случаях конкретные системы выбирались по той причине, что в них легко осуществим описываемый процесс (например, трансформация у A inetoba ter al oa eti us). В других выбор определялся тем, что данная система изучается во многих лабораториях (например, трансдукция у Е. oli с помощью бактериофага. [c.6]

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]

Выше мы рассмотрели организацию генетйческого аппарата прокариот, осуществляющего передачу генетической информации от одного поколения к следующему, т. е. по вертикали , обратив внимание на такие его черты, как стабильность и точность функционирования, а также отметили наличие в клетке эффективных систем защиты, направленных на поддержание этой стабильности. Однако стабильность генетического аппарата не абсолютна и при всей надежности изменения являются его неотъемлемым свойством. Для всех прокариот характерна большая способность к генетическим изменениям, являющимся результатом мутаций, а также развития путей горизонтального переноса генов между бактериальными клетками, таких, как конъюгация, трансформация, трансдукция. [c.132]

Спонтанные изменения генетической природы организма — продуцента основаны на процессах рекомбинации генетического материала in vivo (амплификация, конъюгация, трансдукция, трансформация и пр.). Для вьщеления из природных популяций высокопродуктивных штаммов микроорганизмов используют методы селекции, т. е. направленного отбора организмов со скачкообразным изменением геномов. Методы слепого многоступенчатого отбора случайных мутаций чрезвычайно длительны и могут занимать целые годы. Для возникновения мутаций интересующий ген должен удвоиться 10 —10 раз. Более эффективен метод искусственного повреждения генома. Таким методом является индуцированный мутагенез, основанный на использовании мутагенного действия ряда химических соединений (гидроксиламин, нит-розамины, азотистая кислота, бромурацил, 2-аминопурин, алки-лирующие агенты и др.), рентгеновских и ультрафиолетовых лучей. Мутагены вызывают замены и делеции оснований в составе ДНК, а также индуцируют мутации, приводящие к сдвигу рамки считывания информации. [c.33]

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]

Микроорганизмы, как и высшие организмы, способны собирать и перераспределять уже имеющуюся информацию между родственными, но генотипически не идентичными клетками. Это происходит при трансформации, конъюгации и трансдукции. [c.103]

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]

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]

Вместе с тем многие основные вопросы еще пе решены. Например, важно выяснить, что именно передается при конъюгации из клетки в клетку, — хромосома, т. е. полимолекулярная структура из ДНК и белков, или же отдельные молекулы ДНК. При трансформации в клетку проникает ДНК в виде отдельных макромолекул, при трансдукции фагом, по-видимому, также одна ДНК. Во всяком случае, из опытов Херши следует, что фаг впрыскивает в клетку почти чистую ДНК (нрпмесь белка не превышает 0,5%). Что происходит при конъюгации, неясно. Известно лишь, что различные цитоплазматические частицы через соединительную трубку не передаются и в женских клетках не появляются. Это было показано для ферментных белков и частиц вирусов и те и другие не проходят при конъюгации клеток. Все это делает вероятным механизм конъюгации, при котором белковая оболочка хромосомы распадается и в женскую клетку проходят молекулы ДНК, несущие генетические маркеры. Однако прямым опытом это положение не доказано. Наконец, вопрос, ван ный для понимания рекомбинации, — это механизм расщепления зиготы в потомстве. [c.341]

Мерозигота. Частично диплоидная бактериальная клетка, возникающая в результате конъюгации, трансдукции или трансформации. [c.310]

В табл. 14.1 перечислены штаммы Е. oli К-12, которые могут служить донорами и реципиентами в экспериментах по трансформации, а также трансдукции и конъюгации. Помимо генотипических различий между штаммами донора и реципиента, часто для улучшения спо- [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]

Плазмида типа RP4 придает бактериям способность к конъюгации, обеспечивая ее перенос от клетки к клетке и распространение среди бактерий. Благодаря плазмидам, вызывающим конъюгацию бактерий, передаются и неконъюгативные плазмиды. Мелкие плазмиды могут передаваться в виде конъюгатов с фагами (механизм трансдукции). Плазмиды из разрушенных бактерий могут попадать в реципиенты в> результате трансформации. Эти процессы могут протекать как in vitro, так и in vivo - в популяциях микроорганизмов, обитающих в различных средах, в том числе в организме животных и человека. При этом резко расширяется возможность межвидового переноса плазмид. [c.344]

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]

В настоящей главе рассматриваются способы генетического конструирования in vivo. Поскольку методы гибридизации грибов, конъюгации, трансдукции и трансформации хорошо и детально изложены в многочисленных учебниках и учебных пособиях (см. литературу), основное внимание сосредоточено на общих принципах и подходах, позволяющих использовать эти методы для широкого круга микроорганизмов. [c.69]

Генетическая рекомбинация перераспределяет гены или части генов и позволяет объединять в одном геноме признаки двух организмов и более. В результате образуются гибридные или рекомбинантные клетки, сочетающие свойства родительских форм. К рекомбинации ведут различные процессы обмена наследственной информацией живых клеток половой и парасек-суальный процессы у эукариотических микроорганизмов, конъюгация, трансдукция и трансформация у прокариот, а такжг [c.83]

При конъюгации в клетку-реципиент переносится обычно меньше половины бактериального генома, и очень редко весь геном. При трансдукции размеры переносимого фрагмента определяются емкостью оболочки бактериофага, но они не превышают 1/100 длины хромосомы Е. ali, т. е. составляют участки до 3,2 X X 10 п. н. При трансформации фрагменты, включаемые в геном бактерий, имеют сопоставимую длину от 1,5 до 20 X Ю п. н. Таким образом, зигота бактерий всегда является частичной зиготой или мерозиготой. [c.214]

Еще точнее термин геномный эквивалент, так как часть ДНК в бактериальной клетке присутствует в нескольких копиях (хотя прокариоты гаплоидны, т.е. все копии локусов в ДНК идентичны). Если в бактериальную клетку поступает дополнительный фрагмент ДНК, несущий новые аллели тех же локусов (в процессах конъюгации, трансформации или трансдукции), то возникает так называемый меродиплоид (частичный диплоид). [c.71]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология