Transducția este ce?

Transformarea și transducția

Primele studii

Ca student, N. Tsinder lucrează în laborator Lederberg a studiat prezența conjugare în Salmonella typhimurium. A folosit 20 de tulpini monaauxotrofice. La asocierea lor, omul de stiinta a incercat sa descopere descendentii prototrofici. În 9 cazuri de 79 de combinații, s-au detectat clone de astfel de celule. Datorită faptului că nici unul din tulpina inițială nu a format repertantov pe mediu minimal Tsinger ajuns la concluzia că între ele se realizează conjugare, în timpul căreia se transferă informația genetică.

Pentru a confirma ipoteza, cu Lederberg, el a repetat experimentul Davis cu un tub divizat filtru de sticlă în formă de U, care indeparteaza celulele de microorganisme. Studiul a folosit tulpini de Salmonella typhimurium 2Ahis- și 22Atrp-. O cultură a tulpinei 22A a fost introdusă într-o ramură a tubului, în cealaltă - 2A. Ambele au fost într-o concentrație de 1 × 108 celule / ml. După o perioadă de incubare, partea care conține tulpina 22A a dezvăluit celule prototrofice. Ele s-au format la o frecvență de 1 • 10-5. În cealaltă ramură a tubului, celulele prototrofice au fost absente.

Rezultatele experimentului nu au susținut ipoteza transferului de informații conjugate în tulpinile 22A și 2A.

Transducția: experiență

În timpul testelor ulterioare, sa constatat că tulpina 22A a fost infectată cu fagul P22. Este capabil să infecteze și să lizeze celulele Salmonella typhimurium 2A. Pătrunzând prin filtru, a infectat celulele, le-a reprodus și le-a dizolvat. În același timp, a fost lansat un agent de filtrare (așa cum l-au numit Lederberg și Zinger). El, la rândul său, a pătruns prin sticlă. Sub influența agentului de filtrare, unele celule din tulpina 22A au dobândit trăsături ereditare specifice. Ele au fost similare cu cele prezente în tulpina 2A, din care a fost secretată FA.

În special, capacitatea de a sintetiza triptofan a fost dezvăluită. S-a determinat că activitatea agentului de filtrare nu este pierdută în timpul tratamentului cu DNaza. Aceasta a eliminat posibilitatea transformării. S-a constatat că proprietățile agentului de filtrare sunt identice cu cele ale fagului P22. Din aceasta sa ajuns la concluzia că acesta din urmă transporta informații de la tulpina 22A la 2A, care a demonstrat rolul ereditar al acizilor nucleici.

Transducția ca concept a fost introdusă pentru a se referi la acest fenomen al transferului de date genetice.

Specificitatea procesului

Transducția este un fenomen specific în care transferul de informații genetice de la celula donoră la celula receptorului prin fag. Se bazează pe faptul că în timpul multiplicării fagilor se pot forma particulele lor. Împreună cu sau în loc de ADN, ele includ alte fragmente și au fost numite traductoare. Datorită proprietăților lor de adsorbție și morfologiei, aceștia sunt analogi virionilor fagi obișnuiți. Cu toate acestea, dacă infectează celule noi, factorii genetici ai trecutului gazdei sunt transferați. Mecanismul de transducție, astfel, este după cum urmează. Pentru transferul factorilor determinanți genetici, este necesar să multiplicăm fagul pe celulele donatorului-donator. După aceasta, fagolizatul rezultat este introdus în celulele primitorului. Alegerea transductanților se face pe medii selective. În ele, celulele primitive originale nu pot crește.

clasificare

La studierea fenomenului sa constatat că unii fagi au capacitatea de a transmite gene diferite, în timp ce alții - doar specifici. În conformitate cu aceasta, se disting două tipuri de transfer de date:

1. generalizată transducție. Asta este fenomenul implică transmiterea oricărui fragment al cromozomului.
2. Transfer specific. În acest caz, numai anumite gene sunt transmise.

Procesul nespecific (generalizat)

Ce caracteristici au în acest caz transducție? Asta este fenomenul are loc în prezența unui virus care acționează doar ca purtător al materialului. Unul dintre ele este fagul P22 menționat mai sus. Lederberg și Zinger lucrau cu el. În plus, fagii prin care se generalizează transducția este PBS1 B. Subtilis, P1 E. Coli și așa mai departe. Procesul continuă cu participarea particulelor defecte. Formarea acestor elemente apare în timpul reproducerii fagilor, însoțită de degradarea ADN-ului cromozomial bacterian. Trebuie remarcat faptul că formarea lor poate avea loc atât pe parcursul dezvoltării, cât și după inducerea profeției. O anumită cantitate de particule este împachetată cu ADN bacterian. Dimensiunea fragmentelor sale nu este mai mare decât dimensiunea capului. În acest caz, diferite părți ale cromozomului bacterian pot fi ambalate. Particulele de fag care poartă fragmente de ADN sunt numite defecte.

recombinare

Dacă fagolizatom, care conține ambele fragmente normale și transducerea trata celulele sușă recipient, infecția fagului normale de obicei duce la liza (dizolvare). Dar unele celule infectează componentele defecte. Sectiuni scurte de ADN dublu catenar de la donator intră în structuri. În același timp, nu există nicio circulare. Cu alte cuvinte, fragmentele liniare din ADN-ul donor se recombinesc cu ADN-ul de la destinatar. Acest proces este controlat de gena recA. Astfel, este o recombinare omoloagă generală, care se realizează prin schimb reciproc (reciproc) al părților omoloage corespunzătoare.

Proces specific

Transducția de acest tip a fost descoperită în 1956. Particularitatea sa este că fiecare fag transmite o regiune foarte limitată, definită a cromozomului. Dacă fagi nespecifică transducție - material genetic „pasiv“ vector, și recombinarea are loc pe legi generale, în acest caz, nu numai transmite informația, dar oferă, de asemenea intrarea sa în cromozom. Cel mai faimos exemplu este procesul realizat de fag lambda-. Este capabil să infecteze celulele E. coli cu o integrare ulterioară a ADN în genom. Acest fagi temperat cu bacterii la recombinare lizogenezatsii situs-specifică (pentru care diferența și moleculele circuitelor de legătură încrucișată) încorporate în cromozomul la numai o porțiune - între bio- și gal-loci. Probabil, acest lucru se datorează formării "greșite" a bucla în timpul dezintegrării prophage-ului. Ca rezultat, regiunea genomului adiacent ei este scindată din structura cromozomului și devine un fag liber. Materialul încorporat este capabil să înlocuiască până la 1/3 din informațiile genetice. După ambalarea ADN-ului fagului, se formează particule defecte.

Instrucțiuni de utilizare

Transducția bacteriilor poate fi utilizată:

1. Atunci când se construiește tulpini ale unui anumit genotip, în special izogenic. În acest caz, o cantitate mică de particule transmise oferă avantajul procesului de transducție înainte de procesul de conjugare. Tulpinile izogene formate prin generalizarea transferului de material diferă numai în acea parte a cromozomului care este transferată de către fagul defect.
2. Pentru cartografierea corectă a genelor bacteriene, stabilirea ordinii plasării lor în operon, structura fină a unor determinanți. Acest lucru se face printr-un test de completare. S-a stabilit că este necesară lucrarea mai multor gene pentru a sintetiza anumite produse. De exemplu, procesul este determinat de componentele structurilor a și b. Să presupunem că există 2 mutante analogice fenotipice care nu sunt capabile să sintetizeze enzima. Nu se știe dacă acestea diferă genetic. Pentru a identifica genotipul, se efectuează transducția, adică înmulțirea fagului asupra celulelor într-o singură populație, urmată de infectarea elementelor celei de a doua. Dacă coloniile de traductoare mari și mici sunt formate pe mediul selectiv, se concluzionează că localizarea mutațiilor este în gene diferite.
3. Când se traduc plasmidele și fragmentele scurte de cromozomi donatori.

în plus

În literatură, prea adesea este folosit un astfel de termen ca "transducția semnalului". Este o transmisie de semnal. Procesul se desfășoară în conformitate cu o anumită schemă. În primul rând, agentul extern interacționează cu receptorul celular. După aceasta, molecula efectoare este activată. Acesta este situat în membrană și este responsabil pentru formarea de intermediari secundari. Generarea lor promovează activarea proteinelor țintă. Ei, la rândul lor, lansează următorii intermediari.