Микробиология, понятие микробиологии, статьи по микробиологии, микробиологические процессы

Архив рубрики «Абортивная трансдукция»

В исследованиях по генетическому анализу чаще пользуются первым приемом, т. е. используют реципиента донора (Hfr).
Существует несколько способов определения локализации генов с помощью конъюгации.
Определение частоты совместной передачи генов. В данном случае устанавливается частота передачи различных генов совместно с геном, относительно которого производится селекция. Ген, в отношении которого ведется селекция, называется селективным маркером, а другие гены, которые не подвергаются селекции, неселективными. Например, при скрещивании донора прототрофа, ферментирующего галактозу (gal+) с реципиентом, зависимым по триптофану (try), не способным ферментировать галактозу (gal) и зависимым но лизину (lys), отбор можно вести по любому признаку, измененному у реципиента. Так, если вести отбор по триптофану, то в данном опыте триитофановый ген будет селективным маркером. Остальные маркеры (галактозный ген gal и лизиновый lys) будут неселективными. Чем ближе неселективный ген расположен к селективному, тем чаше они могут совместно включаться в хромосому клетки реципиента.

Показателем близости расположения генб. их сцепленностп служит процент их совместной передачи с геном, относительно которого производится селекция. Так, если в приведенном выше опыте среди 1гурекомбинантов 80% оказались gal+ и лишь 20% lys+, это означает, хт galген находится ближе к tryгену, чем lysген. О тесном сцеплении генов можно говорить в том случае, если совместная передача превышает 90%.
Данного рода анализ может характеризовать лишь близость либо отдаленность расположения генсЕ. но не определяет их порядок. Так, при 80% передаче galreHa и 20% передаче Iysгена совместно с tryгеном можно представить по крайней мере две вероятные последовательности расположения неселективных генов относительно триптофанового маркера a) try, gal, lys; б) gal, try, lys.
Определение локализации генов в единицах времени. Метод основан на том, что конъюгацию бактерпй можно прерывать, разрушая конъюгационный мостик. Для этого достаточно подвергнуть суспензию конъюгирующих бактерий резкому встряхиванию либо разведению.

Прерывая конъюгацию в различные интервалы времени и делая высевы на селективную среду, можно определить время вхождения в клетку реципиента различных генов. С этой целью используют штаммы с известной Оточкой, т. е. с известным участком хромосомы, первым поступающим в реципиентную клетку. Локализацию генов при этом выражают в единицах времени. Передача всей хромосомы обозначается 90 минутами, отдельные гены размещаются на карте в соответствии со временем их передачи (48).
Определение локализации генов при конъюгации по градиенту передачи маркеров. Данный метод основан на том, что частота приобретения рекомбинантами генов донора определяется их расстоянием от начальной точки передачи хромосомы. Отбор рекомбинантов ведут по маркеру, расположенному наиболее проксимально относительно Оточки хромосомы донора. Передача неселективных маркеров донора рекомбинантам, отобранным по селективному гену, выражается в процентах. О локализации генов относительно друг друга судят по проценту их передали. Так, в опытах со штаммом HfrH отбор может производиться по треониновому гену, проникающему первым в клетки реципиента. Если при этом приобретение рекомбииантами генов, определяющих резистентность к фагу Т1, способность ферментации лактозы, галактозы и резистентность к фагу Т6, соответственно составляет 70, 40, 35 и 25%, то порядок расположения генов должен быть следующим thr, Tl, lac, gal, Т6.

Анализ рекомбинантов, получаемых в опытах конъюгации, позволяет выявить порядок расположения генов относительно друг друга, но не дает возможности точно установить расстояния отдельных генов друг от друга. Более точная локализация генов определяется с помощью трансдукции. При трансдукции передаются фрагменты хромосомы, не превышающие Vioo ее длины. Это позволяет использовать трансдукцию для генетического анализа соответственно небольших участков хромосомы, в частности для определения локализации генов, контролирующих отдельные звенья синтеза одного конечного метаболита, например триптофана, и для анализа тонкой структуры генов.
Конечный метаболит соединение, синтез которого осуществляется в несколько этапов, причем каждый из них состоит в образовании промежуточного продукта, который используется в последующей стадии синтеза.
Известно, например, что синтез триптофана осуществляется в несколько этапов. Сначала образуется антраниловая кислота, которая превращается в индолглицерофосфат; он служит источником для образования индола, а индол используется для синтеза конечного продукта триптофана. Перечисленные превращения происходят под влиянием ферментов, каждый из которых осуществляет один из этапов синтеза данного биохимическоо пути. В свою очередь генетические исследования показали, что каждый из этих этапов детерминируется определенными генами, число которых соответствует числу ферментов, участвующих в синтезе триптофана. Более того, стало очевидным, что расположение указанных генов соответствует последовательности этапов синтеза конечного метаболита.

Эти закономерности были установлены путем опытов трансдукции, в которых донорами и реципиентами служили фенотипически однородные мутанты, т. е. мутанты, зависимые по триптофану.
Понятно, что при наличии отдельных этапов (стадий) синтеза триптофана, являющегося конечным метаболитом, утрата способности его синтеза может быть связана с нарушением его образования в любой стадии. Следовательно, фенотипически однородные мутанты (неспособные синтезировать триптофан) могут нести мутации не только в одном и том же гене, но и в различных генах, контролирующих соответственные этапы синтеза триптофана.
При скрещивании путем трансдукции таких фенотипически однородных мутантов возможность формирования рекомбинантов прототрофов и их количество будут зависеть от того, какие гены повреждены у скрещиваемых мутантов.
Различные ситуации, возникающие при скрещивании фенотипически однородных мутантов, схематически изображены, из которого видно формирование рекомбинантов в группе сцепления четырех генов, условно обозначенных А, В, С, D.