Основы молекулярной биологии - В.И. Резяпкин 2009

Перестройки геномов
Трансдукция

Трансдукция - перенос бактериальных генов из одной клетки в другую клетку при участии бактериофагов, что является причиной изменения генетических свойств клетки. Перенесенный генетический материал может интегрировать в хромосому бактерии или остаться в составе ДНК фага.

Различают два типа трансдукции: общая и специфическая. Общая трансдукция

После попадания ДНК фага в бактериальной клетке происходит ее репликация и синтез вирусспецифических белков, которые формируют фаговые частицы. Внутри них обычно находится ДНК фага. Однако при сборке некоторых фаговых частиц в них могут упаковываться фрагменты клеточной ДНК, образующиеся при ее деградации (рис. 9.18). В результате формируются трансдуцирующие фаговые частицы, которые при инфецировании других бактериальных клеток передают ей ДНК донорских клеток. Между введенной ДНК и хромосомой реципиентной клетки возможна рекомбинация, в результате которой донорская ДНК может интегрировать в хромосому. Таким образом, бактериальная клетка приобретает новые гены и изменяет свой генотип.

Рис. 9.18. Схема, иллюстрирующая, механизм общей трансдукции

Специфическая трансдукция

Специфическая трансдукция характерна для фагов, способных интегрировать в бактериальную хромосому (рис. 9.19). Бактерии с включенным в их хромосому фаговым геномом носят название - лизогенные бактерии. В таких бактерий, как отмечалось выше, фаговые геномы реплицируются вместе с хромосомой. Такое состояние может продолжаться неопределенно долго. При некоторых условиях лизогенное состояние может прерваться, и фаговый геном вырезается из бактериальной хромосомы. В некоторых случаях он вырезается не точно, и в дочерний фаговый геномы включаются бактериальные гены. Фаги с измененным геномом способны инфицировать другие бактериальные клетки. И тогда в составе генома фага в донорскую клетку попадают гены реципиентной клетки. После включения ДНК фага в хромосому реципиентная клетка приобретает генетический материал предыдущего хозяина фага. Так фаги способны переносить генетический материал от одной клетки в другую.

Рис. 9. 19. Схема, иллюстрирующая, механизм специфической трансдукции

Подытоживая, следует отметить, что в клетках живых организмах могут происходить разнообразные перестройки генетического материала. Они могут быть в одних случаях обратимыми, в других - необратимыми. Кроме того, они бывают запрограммированными или индуцированными. В результате реорганизации генома клетка приобретает новые генеттически детерминированные свойства, которые обуславливают выполнение ей новых специфических функций.