Зиготическая индукция
Зиготическая индукция происходит, когда бактериальная клетка, несущая молчащую ДНК бактериального вируса в своей хромосоме, передает вирусную ДНК вместе со своей собственной ДНК в другую бактериальную клетку, лишенную вируса, в результате чего реципиент ДНК разрывается. [1] В донорской клетке белок-репрессор , кодируемый профагом (вирусной ДНК), удерживает вирусные гены в выключенном состоянии, чтобы вирус не вырабатывался. Когда ДНК переносится в клетку-реципиент путем конъюгации , вирусные гены в перенесенной ДНК немедленно включаются, поскольку в клетке-реципиенте отсутствует репрессор. В результате в клетке-реципиенте образуется множество вирусов, и в конечном итоге происходит лизис, вызывающий высвобождение нового вируса.
Зиготическая индукция была открыта Эли Воллманом и Франсуа Жакобом в 1954 году. [2] Исторически зиготическая индукция давала представление о природе бактериальной конъюгации. Это также способствовало разработке ранней репрессивной модели регуляции генов , которая объяснила, как lac- оперона и λ- бактериофага. отрицательно регулируются гены [3]
Природа бактериальной конъюгации
[ редактировать ]В 1947 году Джошуа Ледерберг и Эдвард Татум обнаружили, что пищевые мутанты бактерии E. coli при инкубации в смешанных культурах обменивались генетическими маркерами для создания новых рекомбинантов, хотя эффективность спаривания была неэффективной. [4] Более поздние эксперименты со штаммами E. coli , которые спаривались с высокой частотой, получившими название Hfr (высокая частота рекомбинантов), выявили, как передаются генетические маркеры.
Эли Воллман и Франсуа Жакоб показали, что гены переносились в определенном порядке из клетки-донора Hfr в клетку F. − клетка-реципиент во время спаривания. Чем дольше Hfr и F − клетки контактировали, тем больше генов было перенесено. Они не верили, что вся донорская хромосома обычно передается реципиенту. [5] С другой стороны, у Ледерберга было альтернативное объяснение очевидного упорядоченного переноса части хромосомы. По аналогии с оплодотворением и мейозом высших организмов он предположил, что весь генетический материал переносится, но разрыв донорской хромосомы происходит в определенных местах, так что сегменты донорской хромосомы могут быть удалены. [6]
Зиготическая индукция была обнаружена во время картирования местоположения профага λ с использованием Hfr x F. − спаривания. Когда Ф − был лизогенным для λ, лизогения была картирована в локусе gal . Однако когда родительский Hfr был лизогенным, лизогения (т.е. профаг) не наследовалась ни одним из рекомбинантов, которые были выделены путем выращивания их в виде колоний на соответствующей агаризованной среде. Причина в том, что перенос профага λ в F − реципиента сопровождалось немедленной индукцией продукции бактериофага в F − клетка. Последующий лизис этой « зиготы » высвободил новые частицы бактериофага. Если спаривание прекращалось до переноса профага, фаг не вырабатывался и в зиготе происходила рекомбинация. Эти наблюдения предоставили доказательства того, что генетические маркеры во время конъюгации переносились в одном направлении: от Hfr к F. − клетка. Эти эксперименты также показали, что модель Ледерберга неверна, поскольку индукция зиготы предотвратила бы образование любого рекомбинанта, если бы вся хромосома из клетки Hfr была перенесена в клетку F. − клетка. [7]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Гриффитс А.Дж., Миллер Дж.Х., Сузуки Д.Т., Левонтин Р.К., Гелбарт В.М. «Введение в генетический анализ» . Книжная полка NCBI . Проверено 7 ноября 2016 г.
- ^ Брок Т.Д. (1990). Появление бактериальной генетики . Колд-Спринг-Харбор, Нью-Йорк: Лабораторное издательство Колд-Спринг-Харбор. п. 97. ИСБН 978-0879693503 .
- ^ Брок Т.Д. (1990). Появление бактериальной генетики . Колд-Спринг-Харбор, Нью-Йорк: Лабораторное издательство Колд-Спринг-Харбор. п. 181. ИСБН 978-0879693503 .
- ^ Ледерберг Дж., Татум Э.Л. (1946). «Рекомбинация генов в Escherichia coli » . Природа . 158 (4016): 558. Бибкод : 1946Natur.158..558L . дои : 10.1038/158558a0 . ПМИД 21001945 . S2CID 1826960 .
- ^ Брок Т.Д. (1990). Появление бактериальной генетики . Колд-Спринг-Харбор, Нью-Йорк: Лабораторное издательство Колд-Спринг-Харбор. стр. 96–97. ISBN 978-0879693503 .
- ^ Ледерберг Дж. (1955). «Генетическая рекомбинация у бактерий». Наука . 122 (3176): 920. Бибкод : 1955Sci...122..920L . дои : 10.1126/science.122.3176.920 . ПМИД 13274050 . S2CID 33350056 .
- ^ Уоллман Э.Л., Джейкоб Ф., Хейс В. (1956). «Конъюгация и генетическая рекомбинация в Escherichia coli K-12». Симпозиумы Колд-Спринг-Харбор по количественной биологии . 21 : 141–62. дои : 10.1101/sqb.1956.021.01.012 . ПМИД 13433587 .