ЗАГАЛЬНА МІКРОБІОЛОГІЯ - Т.П. Пирог - 2004

19. ГЕНЕТИКА БАКТЕРІЙ: ПОСТІЙНІСТЬ, ЗМІНА ТА ПЕРЕДАВАННЯ ОЗНАК

19.3. ПЕРЕДАВАННЯ ОЗНАК І ГЕНЕТИЧНА РЕКОМБІНАЦІЯ

19.3.3. Трансдукція

Трансдукція — це процес передавання ДНК від клітини донора до клітини-реципієнта за участю бактеріофагів. Як правило, фат переносить лише невеликий фрагмент ДНК хазяїна. Є два типи трансдукції — неспецифічна, за якої може бути перенесений будь-який фрагмент ДНК хазяїна, та специфічна, за якої переносяться лише певні фрагменти ДНК. У процесі трансдукції фати часто втрачають здатність лізувати клітини хазяїна.

Неспецифічна трансдукція. ДНК клітини хазяїна включається в частину фата або додатково до його власного геному, або замість нього. Перенесення ділянок бактеріальної хромосоми фатами був відкритий Дж. Ледербергом та Н.Ю. Циндером у Salmonella typhimurium. Штам-донор В інфікували бактеріофагом Р22. Після лізису клітини-хазяїна виділяли вільні фати та інкубували їх разом з клітинами штаму-реципіента В . Після висівання іакубованих клітин на відповідне середовище з’являлись рекомбінанти, яким були притаманні властивості штама-донора В .

Специфічна трансдукція. Деякі гени фата заміщуються генами хазяїна. Найбільш відомою є трансдукція, яка здійснюється фатом лямбда, який трансдукує лише певні гени, в саме гени gal та bio. Цей фаг при переході у стан профага включається в певну ділянку хромосоми бактерії-хазяіна — між генами gal та bіо. Відділення фаговоі ДНК від бактеріальної хромосоми (наприклад, при УФ опроміненні) може відбутися неточно, тобто якийсь її фрагмент залишиться у хромосомі, а близько розміщені гени клітини-хазяїна будуть захоплені фаговою ДНК. При ураженні таким трансдукуючим фатом клітин, дефектних за якимсь геном (наприклад, gal), може відбутися рекомбінація, яка приведе до заміни дефектного гена бактерії на інтактний трансдукуючий ген. При цьому утворюються рекомбінанти (трансдукантн) gal.

Аналогічно гени переносяться бактеріофагом Phi80. Його ДНК включається в хромосому поблизу генів, які кодують ферменти, відповідальні за синтез триптофану. З цієї причини бактеріофаг Phi80 особливо придатний для перенесення генів trp.

Передумовою успішного перенесення генів за специфічної трансдукції (на відміну від неспецифічної) є інтеграція фата в геном клітини-хазяїна.