Механизм трансдукции

Комбинативная изменчивость широко распространена в природе. Как уже указывалось в главе VI, биологическое значение полового размножения заключается в возможности получения новых сочетаний наследственной информации. У микроорганизмов, размножающихся бесполым путем, появились своеобразные механизмы (трансформация и трансдукция), приводящие к появлению комбинативной изменчивости. Все это говорит о большом значении комбинативной изменчивости для эволюции. [c.143]

Рис, 15.19. Неспецифическая трансдукции-один из механизмов переноса ДНК из одной бактериальной клетки в другую. [c.465]

Трансдукция — особый механизм гибридизации бактерий, совершающийся путем переноса ДНК из клетки-донора в родственную [c.105]

Сопряжение (трансдукция сигнала) обеспечивается двумя основными механизмами. Полипептид-ные и белковые гормоны и катехоламины связываются с рецепторами, расположенными в плазматической мембране, и тем самым генерируют сигнал, который регулирует различные клеточные функции— обычно путем изменения активности ферментов. Стероидные и тиреоидные гормоны взаимодействуют с внутриклеточными рецепторами, и образовавшийся комплекс генерирует соответствующий сигнал (см. ниже). [c.151]

Поскольку в бактериальной хромосоме много разных локусов, вероятность изменения путем трансдукции для каждого отдельного локуса очень мала — она равна примерно 1 1 ООО ООО. Тем не менее такая частота достаточна для того, чтобы можно было продемонстрировать ее генетически она достаточно велика и для того, чтобы иметь определенное биологическое значение. В самом деле, есть основания предполагать, что трансдукция, точно так же как трансформация, представляет собой важный вспомогательный механизм, который компенсирует отсутствие или недостаточность обычного полового размножения и последующих генетических рекомбинаций. О частоте спонтанных трансдукций в природе мы, к со- [c.256]

Генная инженерия — научно обоснованное, направленное использование явления трансдукции с целью приобретения живым организмом нового признака. Первые сведения об этом явлении, аналогичном бактериальным трансформациям, были получены при изучении бактериофагов. Известна мутагенная форма кишечной палочки, не способная синтезировать тимин. Если такой штамм заразить бактериофагом Т2, то кишечная палочка уже может синтезировать тимин. Неспособность кишечной палочки синтезировать тимин связана с отсутствием у нее необходимого ддя этой цели фермента. Поскольку при заражении бактериальной клетки бактериофагом в нее проникает только фаговая ДНК, а не белок, то фаговая ДНК, осуществляя процесс трансдукции, наделяет бактериальную клетку механизмом, который и обеспечивает синтез необходимого для образования тимина фермента. [c.44]

Все это справедливо и для вирусной трансдукции. Специфика лишь в том, что, как уже отмечалось, вирусы в процессе эволюции совершенствуют механизм встраивания своего генома в клетки хозяина. [c.93]

Что же касается вирусной трансдукции, то пока несомненно лишь то, что этот механизм допускает возможность горизонтального переноса между организмами, не скрещивающимися между собой при всех известных нам формах отдаленной гибридизации. Но не следует забывать, что передача фрагмента генома еще не означает изменение наследственной информации. Ведь купить книгу, поставить ее на полку и даже размножить — вовсе не равносильно ее прочтению, а тем более пониманию. [c.93]

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]

Приобретение чужеродного генетического материала потенциально благоприятно для организма или для его потомков, и для осуществления генетического обмена имеются разнообразные механизмы. К числу таких механизмов принадлежат наследственная индукция и трансдукция. Вполне возможно, что это очень древние процессы. Однако они неупорядоченны и действуют по принципу попадание—промах . [c.161]

Таким образом, вырисовывалась нримерно следующая картина механизма трансдукции. При размножении фага Р22 в чувствительных бактериях небольшой фрагмент бактериальной ДНК проникает в головку дочерней частицы фага. (Это происходит, когда молекулы фаговой ДНК извлекаются из фонда вегетативного фага при созревании инфекционных фаговых частиц). Когда такая необычная фаговая частица, освободившись из клетки-донора, заражает бактерию-реципиент, бактериальная ДНК, безбилетный пассажир , инъецируется в клетку, как если бы это была ДНК фага. Если не происходит литической реакции и бактерия выживает, между трансдуцированной бактериальной ДНК и гомологичным [c.354]

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]

Трансдуцироваться могут и внехромосомные генетические элементы. Механизмы трансдукции плазмид несколько отличаются от механизмов трансдукции хромосомных генов. В целом фаги могут трансдуцировать любые плазмиды, но частота их трансдукции обычно ниже, чем хромосомных маркеров. Вероятно, кольцевую плазмидную ДНК упаковать труднее, чем отдельные линейные фрагменты. Поскольку перенос цельных плазмид подчиняется общим законам трансдукции, размер пакуемой ДНК должен быть равен геному фага. Если плазмида меньше, то для достижения соответствующего размера она должна быть достроена . Возможны несколько способов такой достройки за счет других плазмид за счет фаговой ДНК за счет полимеризации плазмиды. [c.100]

Рис. 4.7. Механизм трансдукции фагом X неконъюгативной плазмиды рМВ9, содержащей транспозон ТпЗ а — образование коинтеграта в донорных клетках б - распад коинтеграта в реципиентных клетках мРНК

Сахарный диабет является следствием нарушения инсулиновой регуляции функций ряда клеток организма. Нарушение регуляции может быть связано со снижением образования инсулина (диабет 1 типа, инсулинзависимый диабет, ИЗСД) или с повреждением механизмов трансдукции инсулинового сигнала, причем концентрация инсулина в крови может быть нормальной или даже повышенной (диабет [c.411]

Регуляторные мутанты можно получить путем трансдукции,. проводя при этом отбор отдельных мутаций, вызывающих полное рассогласование регуляторных механизмов, а затем объеди- [c.150]

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]

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]

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]

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]

Впервые горизонтальный перенос наследственной информации с помош ью упомянутого механизма (или, как говорят специалисты, путем вирусной трансдукции) американские генетики Дж. Ледеберг и Н. Циндер обнаружили в 1952 г. у бактерий, но затем выяснилась его возможность и у эукариот. Такой перенос был осущ ествлен в Станфордском университете (Калифорния, США) в 1972 г., когда и родилась, по сути, генная инженерия. [c.92]

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]

С самого начала было ясно, что данные о поведении сцепленных генетических локусов при трансдукции значительно бы облегчили изучение механизма, с помощью которого фаговые частицы захватывают отдельные фрагменты генома донора и впоследствии переносят эти фрагменты в геном клетки-реципиента. Поэтому оставалось только сожалеть, что трансдукция была обнаружена в то время лишь у сальмонелл, к 1950 г. еще мало изученных в генетическом отношении, а не у . соИ, у которой с помощью конъюгационного анализа уже удалось установить сцепление для многих мутантных локусов. Тем с большей радостью было встречено открытие Е. Леннокса, обнаружившего, что умеренный фаг Р1 способен трансдуцировать генетические признаки Е. соИ от клеток-доноров к клеткам-реципиентам. Благодаря этому открытию удалось показать, что никогда не трансдуцируются совместно те генетические маркеры, для которых уже показано, что на хромосоме Е. oli они отстоят далеко друг от друга. Одновременно было показано, что два сцепленных гена ihr и leu (фиг. 123), контролирующие синтез двух аминокислот, треонина и лейцина, иногда трансдуцируются совместно и что частота такой совместной трансдукции составляет около 1%. Это значит, что приблизительно 1% бактерий-реципиентов Thr , получивших от донора аллель ihr, получают от него также и аллель leu (неселективный маркер). Расстояние между генами ihr и leu равно приблизительно 2% общей длины генома Е. соН, [c.355]

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]

Таким образом, особых, четко разграниченных механизмов для специфической и обшей трансдукции нет. Расшифровка механизмов образования трансдуцирующих частиц позволяет превращать специфически трансдуцирующие фаги в общетранс-дуцирующие, как этого удалось добиться для фага К (N. Sternberg, R. Weisberg, 1975). [c.99]

Литическая репликация происходит сначала в тета-, а потом в сигма-формах. Упаковка Р1 геномов в головки ведется из конкатемерной ДНК. Реакция идет процессивно, начиная с рос-сайта (pa kage — упаковка), при этом из одного конкатемера нарезается 3—4 генома. Поскольку при каждом акте в головку упаковывается около 100 т.п.н., то последовательно упаковываемые молекулы ДНК имеют концевые повторы (избыточности) разного строения. Механизм упаковки не так строго специфичен, как у фага Л, поэтому в головку с частотой около 10 может упаковаться любой фрагмент бактериальной ДНК. Это является причиной общей трансдукции, которую осуществляет фаг Р1. [c.122]

С помощью вирусов отдельные последовательности ДНК пфеносятся из генома в геном (феномен трансдукции). Таким образом, вирусы можно использовать как инструмент для переноса генов из одной клетки в другую. Вирусы, а также очень близкие к ним плазмиды и транспозоны Ифают важную роль в биологии клетки и по другим причинам. Благодаря тому что они относительно просто устроены, изучение процесса их размножения продвигается чрезвычайно быстро, а полученные при этом данные позволяют судить об основных генетических механизмах клеток. Кроме того, вирусы и плазмиды стали главными элементами в технологии рекомбинантной ДНК. К рассмотрению этой последней темы мы теперь и перейдем. [c.325]

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]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология