Бактериальная генетика
Бактериальная генетика — раздел генетики, посвященный изучению генов бактерий. Генетика бактерий немного отличается от генетики эукариот , однако бактерии по-прежнему служат хорошей моделью для генетических исследований на животных . Одно из основных различий между бактериальной и эукариотической генетикой связано с отсутствием у бактерий мембраносвязанных органелл (это верно для всех прокариот. Хотя существование прокариотических органелл является фактом, они никогда не связаны липидной мембраной, а оболочка белков), что приводит к необходимости синтеза белка в цитоплазме .
Как и другие организмы, бактерии также размножаются и сохраняют свои характеристики из поколения в поколение, но в то же время демонстрируют различия в определенных свойствах у небольшой части своего потомства. Хотя наследственность и изменчивость бактерий были замечены еще на заре бактериологии, тогда еще не осознавалось, что бактерии тоже подчиняются законам генетики. Даже существование бактериального ядра было предметом споров. Различия в морфологии и других свойствах Нагели в 1877 г. объяснял бактериальным плеоморфизмом, постулировавшим существование одного или нескольких видов бактерий, обладающих белковой способностью к вариациям. С развитием и применением точных методов чистого культивирования стало очевидно, что разные типы бактерий сохраняют постоянную форму и функции на протяжении последующих поколений. Это привело к концепции мономорфизма.
Трансформация
[ редактировать ]Трансформацию бактерий впервые наблюдал в 1928 году Фредерик Гриффит , а позже (в 1944 году) исследовал на молекулярном уровне Освальд Эйвери и его коллеги, которые использовали этот процесс, чтобы продемонстрировать, что ДНК является генетическим материалом бактерий. [1] При трансформации клетка поглощает постороннюю ДНК, обнаруженную в окружающей среде, и включает ее в свой геном (генетический материал) посредством рекомбинации. [2] Не все бактерии способны трансформироваться, и не вся внеклеточная ДНК способна трансформироваться. Чтобы быть способной к трансформации, внеклеточная ДНК должна быть двухцепочечной и относительно большой. Чтобы быть способной к трансформации, клетка должна иметь поверхностный белок «Компетентный фактор» , который связывается с внеклеточной ДНК в ходе реакции, требующей энергии. Однако бактерии, которые не обладают естественной компетентностью, можно лечить таким образом, чтобы сделать их компетентными, обычно путем обработки хлоридом кальция, который делает их более проницаемыми. [3]
Бактериальная конъюгация
[ редактировать ]Бактериальная конъюгация — это передача генетического материала (плазмиды) между бактериальными клетками путем прямого контакта между клетками или посредством мостообразного соединения между двумя клетками. [1] Открыт в 1946 году Джошуа Ледербергом и Эдвардом Татумом. [2] конъюгация представляет собой механизм горизонтального переноса генов , как и трансформация и трансдукция, хотя эти два других механизма не включают контакт между клетками. [3]
Бактериальную конъюгацию часто рассматривают как бактериальный эквивалент полового размножения или спаривания, поскольку она включает обмен генетическим материалом. Во время конъюгации донорская клетка предоставляет конъюгативный или мобилизуемый генетический элемент, который чаще всего представляет собой плазмиду или транспозон.[4][5] Большинство конъюгативных плазмид имеют системы, гарантирующие, что клетка-реципиент еще не содержит аналогичный элемент.
Передаваемая генетическая информация часто полезна для получателя. Преимущества могут включать устойчивость к антибиотикам, толерантность к ксенобиотикам или возможность использовать новые метаболиты.[6] Такие полезные плазмиды можно считать бактериальными эндосимбионтами. Однако другие элементы можно рассматривать как бактериальных паразитов, а конъюгацию — как механизм, разработанный ими для обеспечения их распространения.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б Бирге Э.А. (1994). Генетика бактерий и бактериофагов . Нью-Йорк: Springer-Verlag.
- ^ Перейти обратно: а б Джеймс Франклин Кроу; Уильям Ф. Дав (2000). Перспективы генетики: анекдотические, исторические и критические комментарии, 1987–1998 гг . Университет Висконсин Пресс. п. 384. ИСБН 978-0-299-16604-5 .
- ^ Перейти обратно: а б Достижения генетики . Академическая пресса. 1 января 1964 г. стр. 368–. ISBN 978-0-08-056799-0 .
