Transduktion - vad är detta?

были описаны в разное время. Transformation och transduktion har beskrivits vid olika tillfällen. Den senare öppnades 1952. Denna artikel kommer att titta på vilka olika typer av transduktion, vilka funktioner de har och där det används detta fenomen.

De första studierna

Som student, N. Tsinder arbetar i Lederberg lab studerat förekomsten av konjugering i Salmonella typhimurium. Han använde 20 monoauksotrofnyh dess stammar. När de blandas parvis forskare försökt att upptäcka prot avkomma. I 9 fall har kloner av dessa celler har identifierats i 79 kombinationer. Grund av det faktum att ingen av den ursprungliga stammen inte bildade repertantov på minimalt medium Tsinger slutsatsen att mellan dem utförs konjugering, under vilken den genetiska informationen överförs.

För att bekräfta hypotesen, med Lederberg, han upprepade experimentet enligt Davis med ett U-format rör uppdelat glasfilter som tar bort cellerna av mikroorganismer. I studien användes stammar av Salmonella typhimurium 2Ahis- och 22Atrp-. I ett grenrör 22A uppbär en kultur av stammen till en annan - 2A. Båda var vid en koncentration av 1 • 108 celler / ml. Efter inkubationsperioden ades de innehållsparti 22A stammar identifierades prototrofa celler. De bildades vid en frekvens av 1 • 10-5. De andra grenrör prototrofa celler var frånvarande.

De experimentella resultaten inte bekräfta hypotesen om konjugering överföring av information från stammarna 22A och 2A.

Transduktion: The Experience

Under den efterföljande inspektionen fann man att stammen 22A infekterade med fag P22. Det är möjligt att infektera och lysera celler Salmonella typhimurium 2A. Tränger igenom filtret har det infekterade cellerna, reproducera och löser dem. Med den här versionen av filtrering inträffade medel (som det kallas Lederberg och Tsinger). Han i sin tur kom genom glaset. Under påverkan av det filtermaterial, en del av cellerna i stammen 22A förvärvar särskilda ärftliga egenskaper. De var liknande de som är närvarande i stammen 2A, från vilken sticker ut FA.

I synnerhet visade förmågan att syntetisera tryptofan. Det bestämdes att det filtrerande medlet aktiviteten inte förloras under bearbetning det DNas. Detta eliminerar risken för transformation. Det visade sig att filtrerings egenskaperna hos medlet var identiska fag P22. Den drog slutsatsen från detta att den senare bär information om stammen 22A till 2A, som tjänade som bevis för genetisk roll nukleinsyror.

Transduktion infördes som ett koncept för att beskriva detta fenomen genetiska dataöverföring.

Specificiteten av processen

специфичное явление, при котором осуществляется перенос генетической информации от клетки-донора к клетке-реципиенту при помощи фага . Transduktion - ett specifikt fenomen där utförs överföring av genetisk information från en donatorcell till en mottagarcell med användning av fag. Den är baserad på det faktum att i samband med reproduktionen av fager kan bildas av partiklar. Tillsammans med eller i stället för DNA de innehåller andra fragment namngavs omvandlade. I enlighet med dess adsorptionsegenskaper och morfologi liknar konventionella fag virioner. Men om de infektera nya celler, finns det en överföring av genetiska bestämningsfaktorer för den sista ägaren. transduktionsmekanism består således i det följande. För överföringen av genetiska determinanter nödvändigt att genomföra multiplikation av fagen till cellerna i donatorstammen. Därefter kan den resulterande fagolizat införas i de mottagande cellerna. Val av transduktanter utförs på selektiva medier. I sin första mottagarceller inte kan växa.

klassificering

Genom att studera fenomenet har man funnit att vissa fager har möjlighet att skicka olika gener, och andra - bara specifika. Följaktligen två typer av dataöverföring tilldelas:

1. Generaliserad transduktion. явление предполагает передачу любого фрагмента хромосомы. Detta fenomen innebär överföring av varje fragment av en kromosom.
2. Specifik migration. I detta fall är det bara vissa gener överförs.

Icke-specifik (generaliserad) process

Vilka funktioner i det här fallet har en transduktion? явление имеет место при наличии вируса, выступающего только в качестве переносчика материала. Detta fenomen sker i närvaro av viruset, endast fungerar som ett bärarmaterial. En av dem - sade fag P22. Lederberg arbetade med honom och Zinger. PBS1 B. Subtilis, Р1 E. Coli и проч. Dessutom fager, som bar generaliserad transduktion - är PBS1 B. subtilis, P1 E. Coli, och så vidare. Processen sker med deltagande av defekta partiklar. Bildningen av dessa element förekommer i reproduktions fager som åtföljs av sönderdelning av den bakteriella kromosomala DNA. Det bör noteras att deras bildning kan ske vid lytisk utveckling och efter profagen induktion. I visst antal partiklar packade med bakteriellt DNA. Storleken av dess fragment inte längre huvudstorlek. Sålunda de olika delarna kan förpackas tillsammans på bakteriekromosomen. Fagpartiklarna som bär DNA-fragment, hänvisas till som defekta.

rekombination

Om fagolizatom, som innehåller både normala och transducerande fragment behandla celler mottagande stam, leder infektion av normala fag vanligtvis till lysis (upplösning). Men vissa celler är infekterade med defekta komponenter. Strukturen kommer korta bitar av dubbelsträngat DNA från givaren. Sålunda cirkularisering inträffar. Med andra ord, de linjära DNA-fragment från donator rekombinera med DNA från mottagaren. Denna process styrs av recA-genen. Sålunda är det ett allmänt homolog rekombination, som uppbärs av det reciproka värdet (ömsesidigt) utbyte av relevanta homologa delar.

särskild process

Transduktion av denna typ återfanns 1956. Dess egenhet är att varje fag sänder mycket begränsad, visst område i kromosomen. Om ospecifik fagtransduktion - "passiv" vektor genetiskt material, och rekombination sker på allmänna lagar, i detta fall, inte bara det sänder information, men ger också den träder i kromosomen. Det mest kända exemplet utför en process som påverkas av fag λ. Den har förmåga att infektera celler av E. Coli med ytterligare integration av DNA in i genomet. Denna temperata fagen med bakterier vid lizogenezatsii platsspecifik rekombination (för vilka gapet och korskopplingskretsar molekyler) som införlivats i kromosomen vid endast en del - mellan bio- och gal-loci. Förmodligen beror det "fel" bilda en slinga i profagen sönderfall. På grund av denna region av genomet angränsande därtill, klyvs från kromosomstrukturen och passerar till den fria fagen. Infälld material kan ersätta upp till 1/3 av genetisk information. Efter förpackning defekta fag-DNA-partiklar bildas.

Användningsområden

Transduktion av bakterier kan användas:

1. Vid utformning av en särskild genotyp stammar, isogena, i synnerhet. I detta fall en liten mängd överförda partiklar ger en fördel transduktion process innan konjugering. Isogeniska stammar alstrade med användning generalizatsionnoy överföringsmaterialet skiljer sig endast i den del av kromosomen som bär en defekt fag.
2. För exakt kartläggning gener av bakterier fastställa ordningen på deras placering i operoner, den fina strukturen hos vissa bestämningsfaktorer. Detta åstadkoms genom komplemente test. Man har funnit att för syntes vissa produkter kräver arbete av flera gener. Till exempel, är den process som bestäms av komponenterna i strukturerna a och b. Antag att det finns två fenotypiskt liknande mutanter oförmögna att syntetisera enzymet. Det är okänt om de skiljer sig genetiskt. Att identifiera genotypen bärs transduktion, dvs fag multiplikation på celler i samma population, följt av infektion med element i den andra. Om injektion i selektivt medium producerade både stora och små koloni transdukantov dras slutsatsen att lokaliseringen av mutationerna är i olika gener.
3. När transdutsirovanii plasmider och givar korta fragment av kromosomer.

dessutom

Litteraturen används ofta som en sådan sak som "signaltransduktion". Den representerar signalöverföringen. Processen sker i ett visst mönster. Först interagerar den främmande agenten med cellreceptorn. Därefter aktiveras effektormolekyl. Det är beläget i membranet och är ansvarig för bildningen av sekundära budbärare. Deras generation bidrar till aktiveringen av målproteiner. De i sin tur utlöser följande mellanhänder.