A transzdukció ( latin transductio - mozgás) a DNS sejtek közötti átvitelének folyamata vírusok segítségével [1] [2] . A transzdukcióra példa a bakteriális DNS átvitele egyik sejtből a másikba bakteriofág által . Az általános transzdukciót a bakteriális genetikában használják genomtérképezéshez . A mérsékelt és a virulens fágok egyaránt képesek transzdukcióra , utóbbi azonban elpusztítja a baktériumpopulációt , így a segítségükkel végzett transzdukció sem a természetben, sem a kutatásban csekély jelentőséggel bír .
A transzdukciót Norton Zinder és Joshua Lederberg írta le 1952-ben a Salmonellában [3] . Megfigyelték a normális fenotípusok helyreállását az auxotróf törzsekben , és bebizonyították, hogy csak vírus képes a genetikai anyag átvitelére [4] .
A transzdukció a DNS fágok által közvetített átvitele a baktériumsejtek között. Ennek a folyamatnak a legfontosabb lépése az átvitt DNS becsomagolása a fág fejébe annak életciklusának litikus fázisában , vagyis amikor a sejt elpusztul, és a vírusrészecskéket kifelé bocsátja ki . Általában a vírusrészecskék összeállítása során saját DNS-e kerül be a fág fejébe, de időnként hibák lépnek fel, amikor bakteriális DNS-fragmensek kerülnek a fág fejébe, amelyek például a fág pusztulása során keletkezhetnek. a fág által okozott bakteriális kromoszóma . A bakteriális DNS-fragmenseket tartalmazó fágrészecskéket transzdukáló részecskéknek nevezzük. Megfertőzhetik a sejteket, mint a normál fágokat, mivel rendelkeznek az ehhez szükséges összes génnel . Amikor egy fág a sejthez való kapcsolódás után a genomiális DNS-ét befecskendezi a sejtbe, a fejében lévő bakteriális DNS-t is beinjektálja [5] . Érdekes módon a transzdukció a lítikus ciklus során is lehetséges [6] .
Nem minden fág képes transzdukcióra. Csak azok a fágok képesek rá, amelyek a bakteriális genomiális DNS-t a kapszidba illeszkedő megfelelő méretű fragmentumokká törik . Néha nem a baktérium genomiális DNS-e lép be a virionba, hanem a plazmid , amely a következő fertőzött sejtbe való belépés után tovább duplázódik. A fágok által hordozott genomfragmensek viszont nem képesek replikációra ; megkettőződésük csak akkor lehetséges, ha be tudnak épülni a befogadó baktérium kromoszómájába [5] . Ha a bakteriális genom egy töredéke szabad marad, akkor az osztódás során több generáción keresztül az egyik leánysejtbe esik ; az ilyen transzdukciót abortívnak nevezzük [7] [8] .
Amikor a fágok a lizogénből az életciklus lítikus fázisába kerülnek, és kivágják őket a gazda genomjából, néha magukkal viszik a bakteriális DNS kis részeit. Mivel ezekben az esetekben a vírusrészecskébe bekerült bakteriális DNS mennyisége nagyon kicsi, és egy vagy több gén korlátozza, az ilyen transzdukciót speciálisnak nevezik [5] . Így az E. coli Escherichia coli λ fágja csak két gént képes transzdukálni: gal -t, amely a galaktóz asszimilációjáért felelős , és bio -t, amely a biotin szintézisében vesz részt . Esetenként úgynevezett heterogén sejtek keletkezhetnek, azaz olyan sejtek, amelyekben a valamely fág által hordozott gén szabad formában és a genom részeként is létezik [7] .
Transzdukciót alkalmaztak a bakteriális kromoszómák génjeinek feltérképezésére. A módszer azon alapul, hogy a transzdukció során átvitt bakteriális DNS-fragmensek meglehetősen nagyok és számos gént tartalmazhatnak, így a transzdukció (kotranszdukció) során egyidejűleg is átkerülhetnek egymáshoz közeli gének. Minél kevesebb gén kapcsolódik , annál kevesebb kotranszdukció figyelhető meg. Ezen információk alapján lehetséges a gének sorrendjének helyreállítása a bakteriális kromoszómán [8] .
| Mikrobiológia : Baktériumok | |
|---|---|
| Patogén baktériumok |
|
Az emberi mikroflóra |
|
| Szubsztrát- specifitás | |
| Lehelet | |
| Genetika és szaporodás | |
| pihenő formák |
|
| Lásd még | |