Генетичекий обмен у бактерий Работа студентки Рябчун Александры

Работа студентки
Рябчун Александры

бактерий. Основные пути осуществления: -трансформация -трансдукция -конъюгация Конечным этапом генетического обмена, который может быть как

внутривидовым, так и межвидовым, является рекомбинация. Рекомбинация процесс взаимодействия между молекулами ДНК,приводящей к формированию новой рекомбинантной молекулы, несущей признаки от бактерии-донора и от бактерии-реципиента.

между близкородственными видами

Незаконная

Не требует наличия протяженных комплементарных участков ДНК

Происходит при

участии Is-элементов, обеспечивающих быстрое встраивание в хромосому

воспроизведена Ф.Гриффитсом в 1928 г.
Он одновременно вводил в брюшную

полость белых мышей авирулентные бескапсульные штаммы пневмококка и убитые капсульные варианты этих бактерий,в результате авирулентные штаммы приобрели вирулентность.

бактериальной культуры того же вида, что и реципиент(или близкородственного)
Участок трансформирующей

ДНК должен сохранять двунитчатую суперспирализцию
Концентрация ДНК не должна быть малой или избыточной, в обоих случаях количество рекомбинантов снижается
Клетки-реципиенты должны быть компетентными, т.е. способными адсорбировать на своей поверхности ДНК донора и поглощать ее

гомологичным участком хромосомы реципиента с последующей рекомбинацией

стрептомицинустойчивого штамма
Стрептомицинчувствительную культуру в компетентном состоянии
Селективную среду, содержащую стрептомицин
Последовательность действий:

Компетентные клетки реципиента соединяют с ДНК донора и инкубируют в течение 30 минут для контакта.
В пробирку вносят раствор фермента ДНК-азы для разрушения не проникшей в реципиентные клетки ДНК.
Полученную смесь высевают на чашки с селективной средой и инкубируют.
Делают контрольные высевы ДНК донора и культуры-реципиента на селективной среде.

колонии рекомбинантов, которые приобрели признак стрептомицинустойчивости.

С помощью данного опыта можно

определить частоту трансформации – отношение числа выросших рекомбинантов к числу реципиентных клеток.

бактериофага

специфическая

неспецифическая
(локализованная) (общая)
абортивная

вирулентные фаги; - включение ДНК клетки-рецепиента (фиолетовая) при сборке фага носит

случайный характер

Неспецифическая трансдукция:

клетки
Самосборка фаговых частиц и образование дефектного бактериофага (сохраняет инфекционные свойства

и содержит какой-либо фрагмент ДНК бактерии донора)
Перенос дефектным бактериофагом включенной ДНК в клетку-реципиент
Рекомбинация и включение перенесенной ДНК в клетку-рециент, а следовательно, изменение ее свойств

lac+ с помощью фага Р1

соседних бактериальных генов (например, «gal» или «bio») при выходе из

хромосомы
Формирование дефектного бактериофага (потерян фрагмент собственной ДНК фага, но захвачен фрагмент ДНК донора)
Перенос захваченного фрагмента ДНК донора в клетку-реципиент
Включение его в геном клетки-реципиента посредством рекомбинации

двух дочерних клеток.

ДНК донора
Перенос дефектным бактериофагом включенной ДНК в клетку-реципиент
Внесенный фагом фрагмент

донорной ДНК не интегрирует в бактериальную хромосому и не реплицируется
Однолинейное наследование донорного гена и в конечном итоге утрачивается в потомстве

из «gal+» E.coli
Бульонную культуру-реципиента E.coli «gal-»
Среду ЭМС (селективная, дифференциально-диагностическая).

«gal+» колонии – сине-черные; «gal-» колонии – неокрашенные.
Последовательность действий:
В опытную пробирку вносят культуру-реципиент и фаголизат трансдуцирующего фага, инкубируют в течение 30 минут
Из полученной смеси готовят разведения, делают высевы на чашки с ЭМС-средой, инкубируют
Делают контрольные высевы фаголизата и культуры-реципиента на чашки с ЭМС-средой

бесцветные «gal-» колонии культуры-реципиента и сине-черные «gal+» колонии рекомбинантов

С

помощью данного опыта можно определить частоту специфической трансдукции – отношение числа выросших рекомбинантов к числу участвующих в опыте реципиентных клеток.

бактерий впервые был обнаружен Джошуа Ледербергом и Эдвардом Тейтумом в

1946 г.

форма обмена генетическим материалом между бактериями при их непосредственном клеточном контакте.

могут реплицироваться автономно(F+-клетки), а могут быть интегрированы в бактериальную хромосому,

тогда это Hfr-штаммы
Выщепляясь из бактериальной хромосомы,могут захватывать часть бактериальных генов и становиться автономными, тогда образуется F’-плазмида
Доноры: F+-клетки («мужские», содержат F-плазмиду )
Реципиенты: F- клетки(«женские», не содержат F-плазмиду )

между обеими клетками конъюгационного мостика
Разрыв и деспирализация одной из нитей

ДНК, проникновение проксимального конца в клетку-реципиент через конъюгационный мостик
Достраивание второй нити ДНК в клетке-реципиенте и восстановление ДНК-донора

F- клетка становится F+-клеткой,приобретая плазмиду и свойства донора. Хромосомные гены

не передаются.
Скрещивание Hfr x F- : (есть рекомбинанты) передаются бактериальные гены. Для проникновения всей хромосомной нити требуется много времени и, как правило, полный переход осуществляется редко, соответственно, гены, расположенные в той части хромосомы, которая не успела проникнуть в реципиентную клетку, не передаются вообще. Поэтому клетки-реципиенты при таком скрещивании, как правило, не становятся донорами
Скрещивание F’ x F- : (есть рекомбинанты) происходит аналогично скрещиванию F+ x F- и реципиентная клетка превращается в донорную

Thr, Leu
В опыт берут:
Донор-штамм с генотипом Pro +, Thr+, Leu+

, чувствительный к стрептомицину
Реципиент-штамм с генотипом Pro-, Thr-, Leu- , резистентный к стрептомицину
Селективную среду, содержащую стрептомицин
Последовательность действий:
В опытную пробирку вносят культуры донора и реципиента, инкубируют в течение 30 минут
Готовят разведения и высевают на селективную среду, инкубируют
Делают контрольные высевы культуры донорных и реципиентных клеток на чашки с селективной средой

помощью данного опыта можно определить частоту рекомбинаций – отношение числа

выросших рекомбинантов к числу участвующих в опыте реципиентных клеток.