Перенос гена
Гены-переносчики или гены tra (также опероны-переносчики или опероны tra ) — это некоторые гены, необходимые для неполовой передачи генетического материала как у грамположительных , так и у грамотрицательных бактерий . Локус tra включает ген пилина и регуляторные гены, которые вместе образуют пили на поверхности клетки, полимерные белки, способные прикрепляться к поверхности F-бактерий и инициировать конъюгацию. Существование tra-области плазмидного генома было впервые обнаружено в 1979 году Дэвидом Х. Фигурски и Дональдом Р. Хелински. [ 1 ] В ходе своей работы Фигурски и Хелински также обнаружили второй ключевой факт о тра-регионе – то, что он может действовать транс по отношению к маркеру мобилизации, на который он воздействует. [ 1 ]
Это открытие позволило предположить, что для перемещения плазмиды из одной клетки в другую необходимы два основных аспекта:
- Происхождение переноса . Плазмида, не имеющая источника переноса, не поддается мобилизации. [ 2 ]
- Гены-переносчики. Хотя для переноса плазмиды необходим функционирующий набор tra-генов, они могут располагаться в самых разных местах, включая рассматриваемую плазмиду, другую плазмиду в той же клетке-хозяине или даже в бактериальном геноме. [ 3 ]
| Сборка и производство пилей | работаА, работаБ, работаЕ, работаС, траФ, траГ, траХ, траК, TRAL, TRAQ, TRAU, TRAV, TRAW, |
|---|---|
| Белки внутренней мембраны | TRAB, TRAE, TRAG, траЛ, ловушка |
| Периплазматические белки | траК, траФ, траХ ТРАК, ТРАУ, ТРАУ |
| перенос ДНК | TRAC, TRAD, TRAI, траМвай, лоток |
| Белки исключения поверхности | траС, траТ |
| Стабилизация спаривающейся пары | тран, траГ |
| Целевая специфичность | тран [ 5 ] |
Гены tra кодируют белки, которые полезны для распространения плазмиды из клетки-хозяина в совместимую клетку-донор или для поддержания плазмиды. Не все опероны переноса одинаковы. Некоторые гены обнаружены только у нескольких видов или одного рода бактерий, тогда как другие (например, traL ) обнаружены в очень похожих формах у многих видов бактерий. Многие системы передачи несовместимы. Например, oriT и bom являются двумя источниками переноса, которые взаимодействуют с разными наборами генов-переносчиков. Плазмида с сайтом mob (как и многие другие виды Rhodococcus ) не может быть перенесена с помощью генов-переносчиков, которые обычно взаимодействуют с сайтом oriT (который часто встречается в E. coli ). [ 3 ]
Каждый из отдельных генов оперона tra кодирует отдельный белковый продукт. Эти продукты могут выполнять ряд задач, включая взаимодействие друг с другом для выполнения функций спаривающейся пары и регуляцию различных областей самого оперона tra. [ 6 ] или конъюгативный метаболизм ДНК и поверхностное исключение. [ 4 ] Также обратите внимание, что некоторые белки выполняют несколько функций или тесно связаны с белками, имеющими несходные функции.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Фигурски Д., Хелински Д. (1979). «Репликация ориджин-содержащего производного плазмиды RK2, зависящая от транс -функции плазмиды » . ПНАС . 76 (4): 1648–1652. дои : 10.1073/pnas.76.4.1648 . ПМЦ 383447 . ПМИД 377280 .
- ^ Фу, Ю.Х.; Цай, ММ; Луо, ЮН; Деониер, RC (февраль 1991 г.). «Анализ делеции локуса F-плазмиды oriT» . Журнал бактериологии . 173 (3): 1012–1020. дои : 10.1128/jb.173.3.1012-1020.1991 . ISSN 0021-9193 . ПМК 207219 . ПМИД 1991706 .
- ^ Jump up to: а б Саймон Р., Прифер У., Пулер А. (1983). «Система мобилизации широкого круга хозяев для генной инженерии in vivo : мутагенез транспозонов в грамотрицательных бактериях». Природная биотехнология . 1 (9): 784–791. дои : 10.1038/nbt1183-784 . S2CID 46140184 .
- ^ Jump up to: а б Клевелл Д. и др. (1993). Бактериальная конъюгация . Пленум Пресс, Нью-Йорк. ISBN 978-0-306-44376-3 .
- ^ Франкель, Гад; Дэвид, София; Лоу, Вэнь Вэнь; Седдон, Хлоя; Вонг, Джошуа LC; Бейс, Константинос (18 августа 2023 г.). «Плазмиды выбирают бактериального партнера, прежде чем приступить к конъюгации» . Исследования нуклеиновых кислот . дои : 10.1093/nar/gkad678 . ПМЦ 10516633 . ПМИД 37592747 .
- ^ Громанн Э., Мут Г., Эспиноза М. (2003). «Конъюгативный перенос плазмиды в грамположительных бактериях» . Обзоры микробиологии и молекулярной биологии . 67 (2): 277–301. дои : 10.1128/MMBR.67.2.277-301.2003 . ПМК 156469 . ПМИД 12794193 .