Молекулярная биология гена - Уотсон Дж.
Скачать (прямая ссылка):
ФАГИ ИНОГДА ПЕРЕНОСЯТ БАКТЕРИАЛЬНЫЕ ГЕНЫ
Конъюгация пе единственный способ передачи генетическою материала Гены могут переноситься из одной бактериальной клетки в другую фагами. Такой перенос носи г название трансдущии. Трансдукцня оказывается возможной, если в процессе размножения фага одна из частиц случайно захватит какой то фрагмент хромосомы клетки хозяина (обычно очень небольшой, менее 1—2%). Подобные частицы по большей части биологически неактивны, так как их собственная хромосома неполноценна пли даже отсутствует вообще Однако если трансдуцирующии фаг прикрепляется к какой-нибудь бактериальной клетке, то он впрыскивает в нее захваченный ранее фрагмент Попав в клетку, этот фрагмент может оказаться вовлеченным в кроссинговср с клеточной хромосомой. Еслн трапедуцирующий фаг выращивался па одном бактериальном штамме, а затем инфицировал другой, то генотип инфицированного штамма в результате такого кроссинговера может измениться (рис 7 14). Допустим, что у нас имеется препарат фага Р1, выращенный на штамме Е. coh, который сбраживает лактозу, н что некоторые частицы в этом препарате несут бактернальпый ген lac* (этим символом обозначается ген, коптроли-
l'uft. 7-14. Пассивный перенос генетического материала от одной бактерии к другой с помощью фага переносчика (трансдукцня)
А Заражение Е, coli фагом Г1 Л Образование большого числа полноценных- вирусных частиц и некоторого количества дефектных частиц, несущих небольшой фрагмент бактериальной хромосомы В Прикрепление фа1а Р1, трансдуцирующого фрагмент 1вс. j; плетке lac- Е. coli Г Включение фрагмента 1ис.+ в хромосому клетьц пу тем кросс инговера
рующиЙ сбраживание лактозы). Если теперь этим фагом инфицировать штамм, лишенный способности сбраживать лактозу (штамм lac ), то некоторая доля бактерий 1ас_ перейдет в форму 1ас+ в результате генетической рекомбинадни
Трапсдукция — очень редкое явление, и потому естественно было бы думать, что вряд ли ее можно исиользовать для изучения стру ьт\ ры хромосом. Между' тем она оказывается чрезвычайно полезной, когда нужно ответить на вопрос, насколько близко друг к другу находятся какие либо два гена и в каком порядке они располагаются Дело в том, что одна трапсдуцирующая фаговая частица может захватить лишь очень небольшое число бактериальных генов и, следовательно, трансдчциро-ваться совместно могут только гены, расположенные близко др\г к другу. Определяя относительную частоту совместной трансдукции каьпх-лнбо генов, мы вместе с тем можем очень точно определить и относительное расположение этих генов.
ПЕРЕНОС ОЧИЩЕННОГО ХРОМОСОМНОГО МАТЕРИАЛА
Генетическая рекомбинация, происходящая ггосле введения в клетку очищенною хромосомною материала (ДНИ), ночучта название трансфпр мации Именно это явление позволило осуществит ь пдеитифыьацпю гене тического материала, т е установить, что таким материалом является ДНК Трансформация бита открыта в 1928 г в опытах с бактериями Dip-lococcus ртитошае (возбудители нневмошш) Наблюдения показа тн что если к убитым нагреванием клеткам патогенного штамма пневмококков добавить суснеизпю живых клеток непатогенного штамма то некоторые пз живых клеток превратятся в патогенные. Насчсдствепвая природа этого превращения была доказана в последующих опытах с потомками трансформированных клеток. Оказалось, что и они в свою очерсд| обла дают способностью превращать непатогпшые клетки в патогенные Опыты эти павели на мысль что хромосомы патогенных клеток убиты\ нагрева нием (теперь мьт знаем что это ДНК), не распадаются, а. высвобождаясь из мертвых клеток, могут проникать через клеточную стенку в живые нитки и вступать в генетическуто рекомбинацию с .хромосомами >тнх последних (рис 7-15)
Дальнейшие исследования пол пост но подтвердили это генетическое истолкование явления трансформации Ьыло показано, что патогенность определимте я присутствием гена S (от англ smooth — гладкий), который контролирует химическии состав клеточной стенки и определяет ее спо собность к образованию полисахаридиоп капсулы. Кечи вместо геиа S в клетке присутствует его аллель R (от англ. rough — шероховатый) та капсула не образуется и клетка не обладает патогенностью
Таким образом, в первых опытах наблюдалась трансформации тол* ко одного признака — химического состава напел ли. Теперь мы знаем, что любой ген может быть измепен путем введения в клетку очищенного хромосомного материала Явление трансформации тоже можно псполь зовйть для определения того, насколько теспо сцеплены гены, так как фрагменты хромосом, переедающихся этим путем обычпо весьма невелики Одпако у большинства бактерий вызвать трансформацию очень тр.лдно. и это до сих пор ограничивало применимость данного метода при реше пни генетических проблем У Е. coli, например наилучшие результаты при локализации геиов дает трапсдукция, а не трансформация Но есть и исключения в опытах с Bacillus subtihs используют трансформацию, так как для этой бактерии не папдеио трансду цирующих фагов
После того как трансформация была обнаружена у бактерии, много предположении высказывалось по поводу' возможности трансформации
