Трансдукция


Трансдукция осуществляется через посредство бактериофага

Трансдукция осуществляется через посредство бактериофага

Фаговая ДНК проникает в клетку (слева), индуцирует синтез новых фаговых частиц и убивает клетку. Какой-то участок бактериальной ДНК (показан пунктиром), которым может оказаться как раз мутантный ген, определяющий устойчивость к тому или иному лекарственному препарату, иногда захватывается новообразованной фаговой частицей, которая переносит его в чувствительную клетку (внизу). Здесь этот ген замещает гомологичный ген в бактериальной хромосоме.


Трансдукция обнаружена у многих бактерий, но происходит она крайне редко. Гены, определяющие устойчивость к лекарственным препаратам, также могут передаваться путем трансдукции, но вряд ли в клетку поступит таким путем более чем два гена, так как фаги очень малы и могут вместить в себя лишь очень короткий фрагмент бактериальной хромосомы.

Третий способ генетической передачи у бактерий называется конъюгацией. При конъюгации генетический материал переходит от одной клетки к другой в результате прямого контакта между двумя клетками. Конъюгация встречается у определенных групп бактерий, причем, как правило, гены переходят из мужской клетки в женскую. В мужской клетке присутствует так называемый фактор плодовитости, или F-фактор (fertility factor); обычно он находится в цитоплазме, но может оказаться и внутри хромосомы. Клетки, в которых F-фактор находится в цитоплазме, обозначают символом F+. Цитоплазматический F-фактор при коныогации легко проникает в женскую (F-) клетку, но входит туда один. Когда же F-фактор оказывается в составе бактериальной хромосомы, она становится как бы более подвижной.

Обычно бактериальная хромосома имеет форму замкнутого кольца, но тут это кольцо раскрывается, и часть хромосомы во время конъюгации проходит в женскую клетку, где и происходит рекомбинация; в результате женская клетка приобретает признаки мужской клетки. Подобного рода перенос у мужских клеток, у которых F-фактор содержится в хромосоме, наблюдается достаточно часто. Поэтому такие клетки обозначают символом Hfr (high frequency of recombination — высокая частота рекомбинации). Конъюгация схематически показана на рисунке ниже.


Половое скрещивание представляет собой одну из форм конъюгации

Половое скрещивание представляет собой одну из форм конъюгации

Если фактор плодовитости (F) находится в цитоплазме мужской (F+) клетки (А), то он через особый волосок проникает в женскую (F-) клетку. У штаммов Hfr (Б) F-фактор включен в хромосому. В результате межклеточного контакта вся хромосома или ее часть переходит в женскую клетку, где происходит рекомбинация. Переданная хромосома может содержать тот или иной мутантный ген (пунктир), в том числе ген, определяющий устойчивость к какому-либо лекарственному препарату.



«Молекулы и клетки», под ред. акад. Г.М.Франка