Рекомбинация у бактерий является конечным этапом передачи генетического материала между бактериями, которая осуществляется тремя механизмами: конъюгацией, трансдукцией и трансформацией.
Трансформация – генетическое изменение клеток в результате включения в их геном экзогенной ДНК. Погибшие бактерии постоянно высвобождают ДНК, которая может быть воспринята другими бактериями.
В обмене генетической информацией трансорфмация играет незначительную роль.
Протекает в 3 стадии: 1. адсорбция двуцепочечной ДНК на участках клеточной стенки компетентных клеток 2. ферментативное расщепление связавшейся ДНК в некоторых случайно расположенных местах с образованием фрагментов 4-5*106D 3. проникновение фрагментов ДНК с молекулярной массой не менее 5*106D, сопровождающееся разрушением одной из цепей ДНК; проникшая цепь ДНК рекомбинирует с генетическим материалом реципиентной клетки
Конъюгация – прямой перенос фрагмента ДНК от донорских бактериальных клеток к реципиентным при непосредственном контакте этих клеток. Однажды изменившись, генетическая информация может быстро распространяттся среди сходных бактерий благодаря конъюгации. Для реализации процесса необходим F-фактор – плазмида, содержит гены специальных и необходимых при конъюгации структур – F-пилей и др.
Конъюгация требует наличиедвух типов клеток: доноров (F+), обладающих F-фактором, и реципиентов (F-), не обладающих им.
Механизм передачи плазмидной ДНК из клетки в клетку заключается в том, что специальный белок узнает определенную последовательность в ДНК плазмиды, вносит в эту последовательность одноцепочечный разрыв и ковалентно связывается с 5’-концом. Затем цепь ДНК, с которой связан белок, переносится в клетку-реципиент, а неразорванная комплементарная цепь остаеся в клетке-доноре. Клеточный аппарат синтеза ДНК достраивает одиночные цепи и в доноре, и в реципиенте до двухцепочечной структуры. Белок, связанный с 5’-концом перенесенной цепи, способствует замыканию плазмиды в реципиентной клетке в кольцо.
Трансдукция – перенос бактериофагом в заражаемую клетку фрагментов генетического материала клетки, исходно содержавшей бактериофаг.
Типы трансдукции: Неспецифическая (общая) – фагом переносится любой фрагмент ДНК хозяина Специфическая – фагом переносятся строго определенные фрагменты ДНК Абортивная – внесенный фрагмент ДНК донора не встраивается в генефор реципиента, а остается в цитоплазме, где его ДНК транскрибируется, но не реплицируется.
Свойства трансдуцирующих фаговых частиц: 1.Частицы несут часть ДНК фага, то есть не являются функциональными вирусами 2. Подобно прочим дефектным вирусам, частицы не способны к репликации. 3. Трансдуцирующие фаги могут содержать какую-либо часть хромосомы хозяина с генами, дающими реципиентной бактерии некоторые преимущества 4. Феномен трансдукции может быть использован для картирования бактериальной хромосомы, если следовать тем же принципам, что и при картировании с использованием феномена трасформации
Плазмиды бактерий: классификация, функции, пути передачи. Механизм множественной лекарственной устойчивости.
Плазмиды – двухцепочечные фрагменты ДНК с молекулярной массой поряжка 106-108 D, несущие от 40 до 50 генов. Они кодируют не основные для жизнедеятельности бактериальной клетки функции, но придающие бактерии преимущества при попадании в неблагоприятные ситуации. Плазмиды могут раостраняться по вертикали (при клеточном делении) и по горизонтали, прежде всего путем конъюгационного переноса.
Существуют плазмиды: |
Скачать 1.12 Mb.