| EvGaDeAd | Дата: Понедельник, 2012-01-16, 6:08 PM | Сообщение # 1 |
|
СОЗДАЁТ ГРУППУ
Группа: КРУТЫЕ АДМИНЫ
Сообщений: 407
Статус: Offline
| Мутационный процесс и поток генов могут создать в популяции изменчивость по единичным генам. Если в результате таких первичных процессов возникает аллельная изменчивость по двум или большему числу генов, то создаётся почва для действия вторичного процесса — рекомбинации, В результате рекомбинации новые аллели, носителями которых первоначально, вероятно, были разные особи, могут сочетаться в одном генотипе. За счет рекомбинации число различающихся генотипов в популяции может увеличиться; этот процесс превращает небольшой первоначальный запас изменчивости по множественным генам в гораздо более значительное количество генотипической изменчивости. Конъюгацией называется непосредственный контакт между клетками бактерий, сопровождаемый переносом генетического материала из клеток донора в клетки реципиента. Процесс конъюгации у бактерий E. coli (кишечной палочки) был открыт в 1946 г. Дж. Ледербергом и Е. Тэйтумом на основании генетического подхода. В основе полового процесса у бактерий лежит конъюгация клеток. Это явление выражается в появлении временной связи между клетками бактерий посредством образования цитоплазматического мостика. Такая связь создает условия для проникновения генетического материала из одной клетки бактерий в другую. При явлениях рекомбинаций у бактерий одна из линий служит донором, а другая реципиентом. донорные клетки (мужские клетки бактерий) характеризуются наличием у них особого фактора F+ . При конъюгации бактерий фактор F+ может переходить в pеципиентную женскую клетку F, превращая ее в мужскую клетку. Бактерии F, т. е. лишенные полового факторы, являются реципиентами. При конъюгации клеток F+ и F в последнюю часто переходит только половой фактор. Однако когда фактор F+ в клетки донора интегрируется с ее хромосомой, то конец хромосомы донора начинает регулярно проникать через цитоплазматический мостик в клетку реципиента, обусловливая появление клеток, способных к особо высокой частоте рекомбинаций, которые были обозначены символом Hfr (high frequency of recombination). Кольцевая структура генома. Оказалось, что различные штаммы Hfr переносят гены в клетки-реципиенты в неодинаковой последовательности. Сопоставление этих последовательностей показало, что все они согласуются с единой круговой генетической картой. Единая кольцевая молекула генома Е. соli содержит около 4000 тыс. последовательных нуклеотидов. Она может дополнительно включать F-фактор, имеющий кольцевую форму и состоящий из 60 тыс. п. н., а также другие плазмиды, профаги и иные необязательные элементы. В результате переноса всей хромосомы клетки – рецепиенты приобретают свойства донора. Методы генетического картирования при конъюгации. Проникновение генов донора в клетки реципиента подчиняется отчетливой временной последовательности. Специфический конец хромосомы бактерий Hfr входит в клетку реципиента и постепенно втягивает туда те гены, которые локализованы за ним вдоль по хромосоме. Перенос всего генома — это редкое событие. Таким образом, можно определить последовательность расположения генов и расстояние между ними, измеряя его в данном случае временем, проходящим от начала внедрения в клетку реципиента сначала одного, а за ним последующего гена. При конъюгации в клетку хозяина входит конец хромосомы донора О (от англ. origin — начало), являющейся ведущим локусом. Вслед за локусом О туда же постепенно втягиваются и остальные блоки генов. Хромосома при прерывании конъюгации рвется на разных участках. Фрагмент того или иного размера, входя в клетку хозяина, создает в ней частичную диплоидию. Возникает так называемая мерозигота, путем кроссинговера гены из фрагментов донора переходят в хромосому хозяина и создают в ней новый рекомбинантный генотип. Было открыто, что разные гены последовательно переходят из мужских; в женские клетки бактерий в разное, вполне определенное время. Э. Волльман и Ф. Жакоб разработали метод анализа, который позволил узнать, как бактерии обмениваются между собой генами. Это удалось сделать путем прерывания конъюгации бактерий в разные сроки после ее начала. Если смешать клетки штаммов Hfr и F в отношении 1: 20, то наступит быстрый контакт клеток этих двух штаммов друг с другом. После этого в разные интервалы времени конъюгация бактерий прерывалась механически, при встряхивании взвеси бактерий в гомогенизаторе. Такая обработка разъединяет конъюгирующие бактерии; цитоплазматический мостик, соединявший бактерии, обрывается, при этом разрывается и нить ДНК, проходящая сквозь него из клетки Hfr в клетку F. Перенос генов из хромосом бактерий с помощью их включения в половой фактор получил название сексдукции. В этом случае оказывается возможным получить диплоидию по отдельным генам и изучить доминантность аллелей. Т.о., существует два главных метода картирования хромосом при конъюгации бактерий. Первый из них — это картирование хромосом по градиенту передачи. В данном случае после часа совместной инкубации клеток донора и реципиента определяется абсолютное количество разных рекомбинаций. Этим путем оказывается возможно установить последовательность генов в хромосоме и величины расстояний между ними. Второй способ основан на определении времени прохождения фрагментов хромосомы разной длины из клеток Hfr в клетку F . Прерывая конъюгацию путем встряхивания смешанной культуры, можно подсчитать время, необходимое для появления рекомбинантов по тем или иным маркерам. Метод эффективен для определения расстояния между генами, измеряемого временем не меньшим, чем одна минута.
Генетическая рекомбинация у бактерий происходит не только при половом процессе. Обнаружены также рекомбинации ДНК, идущие при трансформации и трансдукции. В случаях трансформации материал природной ДНК вносится в клетку в качестве свободных фрагментов или фрагментов, захваченных плазмидами. При трансдукции такой материал захватывается вирусами и при инфицировании вносится в клетку.
|
| |
|
|
