Kaj je transdukcija?

Transformacija in pretvorba

Prve študije

V študentskih letih je N. Zinder, ki je delal v laboratoriju v Lederbergu, preučeval prisotnost konjugacije pri salmoneli typhimurium. Uporabil je 20 monausotropnih sevov. Ko jih je združil, je znanstvenik poskušal odkriti prototrofne potomce. V devetih primerih 79 kombinacij smo odkrili klone takih celic. Zaradi dejstva, da noben od prvotnih sevov ni oblikoval reperantov na minimalnem mediju, je Zinger sklenil, da se konjugacija izvaja med njimi, med katero se prenesejo dedne informacije.

Za potrditev hipoteze je skupaj z Lederbergovo ponovil eksperiment Davis z uporabo U-oblike cevi, ločene s steklenim filtrom, ki ni dovoljeval celic mikroorganizmov. V študiji so bili uporabljeni sevi salmonele typhimurium 2Ahis- in 22Atrp-. V eno vejo cevi je bila uvedena kultura seva 22A, v drugi - 2A. Obe sta bili v koncentraciji 1 × 108 celic / ml. Po obdobju inkubacije je del, ki vsebuje 22A sev, pokazal prototrofne celice. Nastali so s frekvenco 1 • 10-5. V drugi veji cevi so bile prototrofne celice odsotne.

Rezultati poskusa niso podprli hipoteze o konjugaciji prenosa informacij v sevih 22A in 2A.

Transdukcija: izkušnje

Med nadaljnjim testiranjem je bilo ugotovljeno, da je bil sev 22A okužen s fagom P22. Je sposoben okužiti in lizirati celice Salmonella typhimurium 2A. Penetrira skozi filter, okuži celice, jih reproducira in raztopi. Hkrati je bilo sproščeno tudi filtrirno sredstvo (kot ga je imenoval Lederberg in Zinger). On pa je prodrl skozi steklo. Pod vplivom filtrirnega sredstva so nekatere celice v sevu 22A pridobile posebne dedne lastnosti. Bili so podobni tistim, ki so bili prisotni v sevu 2A, iz katerega je bila izločena FA.

Zlasti je bila razkrita sposobnost sintetiziranja triptofana. Ugotovljeno je bilo, da aktivnost sredstva za filtriranje ni izgubljena med zdravljenjem z DNase. To je izničilo možnost preoblikovanja. Ugotovljeno je bilo, da so lastnosti sredstva za filtriranje enake tistim pri fagi P22. Iz tega je bilo ugotovljeno, da slednji prenašajo informacije iz seva 22A do 2A, ki so delovali kot dokaz dedne vloge nukleinskih kislin.

Transdukcija kot koncept je bila uvedena, da se nanaša na ta pojav prenosa genskih podatkov.

Specifičnost procesa

Transdukcija je poseben pojav, v katerem prenosa genetskih podatkov iz celice donorja v celico prejemnika s fagom. Temelji na dejstvu, da se med razmnoževanjem fag lahko oblikujejo njihovi delci. Skupaj z ali namesto DNK vključujejo druge fragmente in so imenovani pretvorniki. Zaradi svojih adsorpcijskih lastnosti in morfologije so analogne navadnim faginskim virionom. Če okužijo nove celice, se prenesejo genetske determinante preteklosti gostitelja. Mehanizem transdukcije je torej naslednji. Za prenos genetskih determinant je treba množiti fag na celicah donorja-darovalca. Po tem se ustvari nastali fagolizat v celice prejemnika. Izbira transduktorjev poteka na selektivnih medijih. V njih prvotne celice prejemnikov ne morejo rasti.

Razvrstitev

Pri proučevanju tega pojava je bilo ugotovljeno, da imajo nekateri fagi sposobnost prenosa različnih genov, drugi pa le specifični. V skladu s tem se razlikujejo dve vrsti prenosa podatkov:

1. Generalizirano transdukcija. To je pojav vključuje prenos katerega koli fragmenta kromosoma.
2. Poseben prenos. V tem primeru se prenašajo samo določeni geni.

Nespecifičen (generaliziran) proces

Katere funkcije imajo v tem primeru transdukcija? To je pojav je v prisotnosti virusa, ki deluje le kot nosilec materiala. Ena izmed njih je omenjeni fag P22. Lederberg in Zinger sta delala z njim. Poleg tega so fagi, s katerimi posplošeni transdukcija je PBS1 B. Subtilis, P1 E. Coli in tako naprej. Postopek poteka z udeležbo okvarjenih delcev. Tvorba teh elementov se pojavi pri razmnoževanju fag, skupaj z razpadom bakterijske kromosomske DNK. Treba je opozoriti, da se njihovo oblikovanje lahko odvija tako v času njihovega razvoja kot tudi po uvedbi profiliranja. Določena količina delcev je pakirana z bakterijsko DNK. Velikost njegovih fragmentov ni večja od velikosti glave. V tem primeru je mogoče pakirati različne dele bakterijskega kromosoma. Fragni delci, ki nosijo fragmente DNA, imenujemo okvarjeni.

Recombinacija

Če je fagolizat, v katerem so prisotni tako normalni kot transdukcijski fragmenti, zdravite celice seva prejemnika, potem okužba z normalnim fagom običajno povzroči lizo (raztapljanje). Toda nekatere celice okužijo okvarjene komponente. Kratki odseki dvojno verižne DNA iz donorja vstopajo v strukture. Hkrati ni kroženja. Z drugimi besedami, linearni fragmenti iz donorske DNA rekombinirajo z DNA iz prejemnika. Ta postopek nadzira recA-gen. Tako je splošna homologna rekombinacija, ki se izvede z vzajemno izmenjavo ustreznih homolognih delov.

Poseben proces

Transdukcija te vrste je bila odkrita leta 1956. Njena posebnost je, da vsak fag prenaša zelo omejeno, natančno regijo kromosoma. Če nespecifične fag transdukcija - pojavi "pasivno" vektor genski material, in rekombinacija na splošnih zakonov, v tem primeru, ne le posreduje informacije, ampak tudi njen vstop v kromosomu. Najbolj znan primer je postopek, ki ga izvaja fag lambda-. Je sposoben okužiti celice E. coli z nadaljnjo integracijo DNA v genom. Ta zmerno fag z bakterijami pri lizogenezatsii mestno specifično rekombinacijo (za katere vrzel in prespojnicima vezja molekule) vključiti v kromosomu na samo enem delu - med bio in gal-lokusov. Verjetno je to posledica "napačnega" nastanka zanke med razpadom programa. Posledično se regija genomov, ki mejijo nanjo, razcepi iz strukture kromosoma in postane prost fag. Vgrajeni material lahko zamenja do 1/3 genetskih podatkov. Po pakiranju DNA faga se oblikujejo okvarjeni delci.

Navodila za uporabo

Uporabimo lahko transdukcijo bakterij:

1. Pri konstruiranju sevov določenega genotipa, zlasti izogeni. V tem primeru majhna količina prenesenih delcev zagotavlja prednost transdukcijskega postopka pred procesom konjugacije. Izogeni sevi, ki nastanejo s posploševanjem prenosa snovi, se razlikujejo le v tistem delu kromosoma, ki ga prenese okvarjeni fag.
2. Za natančno kartiranje bakterijskih genov, določanje reda njihovega umestitve v operone, natančna struktura nekaterih determinant. To se naredi s pomočjo dopolnilnega testa. Ugotovljeno je bilo, da je za sintetiziranje določenih izdelkov potrebno delo več genov. Na primer, proces določajo komponente struktur a in b. Recimo, da obstajajo 2 fenotipsko podobni mutanti, ki niso sposobni sintetizirati encima. Ni znano, ali se genetsko razlikujejo. Za identifikacijo genotipa izvajamo transdukcijo, to je množenje faga na celicah v eni populaciji, čemur sledi okužba elementov drugega. Če se na selektivnem mediju tvorijo velike in majhne kolonije pretvornikov, se zaključi, da je lokalizacija mutacij v različnih genih.
3. Pri transmisiji plazmidov in kratkih delcev donorskih kromosomov.

Napredno

V literaturi se prepogosto uporablja izraz "signalna transdukcija". To je prenos signala. Postopek poteka v skladu z določeno shemo. Prvič, zunanji agent interagira s celičnim receptorjem. Po tem se aktivira efektorska molekula. Nahaja se v membrani in je odgovorna za nastanek sekundarnih posrednikov. Njihova generacija spodbuja aktivacijo ciljnih proteinov. V nadaljevanju sprožijo naslednje posrednike.