Бактерии: передача генетической информации

ПЕРЕДАЧА: перенос гена, опосредованный вирусом лямбда-бактериофага, видимый только под электронным микроскопом.

1-й этап) Фимбрии бактериофага связываются со стенкой бактерии благодаря антирецепторам, распознающим специфические участки адгезии на клеточной стенке.

2-й шаг) Пластина прилипает к бактериальной стенке. Выделяется фермент, называемый лизоцимом, который повреждает пептидогликан, составляющий бактериальную стенку.

3-я стадия) Хвост сокращается, и вирусная ДНК проталкивается внутрь бактериальной ДНК.

На этом этапе вирусная ДНК может следовать двумя путями: первый называется литическим циклом, а второй - лизогенным циклом.

ЛИТИЧЕСКИЙ ЦИКЛ: ДНК реплицируется, синтезируются РНК и вирусные белки; последние объединяются (собираются), образуя новые вирусы, в голову которых вставлен новообразованный вирусный геном. Таким образом, каждая зараженная вирусом бактерия превращается в фабрику новых вирусных единиц. В конце процесса бактерия подвергается лизису и высвобождению вирусов, которые затем заражают другие бактерии.

ЛИЗОГЕННЫЙ ЦИКЛ: когда вирус заражает бактерию, ее ДНК интегрируется в бактериальную ДНК.

Фаги, у которых есть лизогенный цикл, называются вирусами умеренного климата, потому что их ДНК интегрируется в бактериальную хромосому и как она себя ведет; следовательно, он передается новым поколениям, не причиняя вреда бактериям. Однако это состояние покоя может быть нарушено подходящими раздражителями (УФ-лучи, стресс и т. Д.); в этих ситуациях вирусная ДНК может отщепляться (вырезаться), переходя от лизогенного к литическому циклу.

Лямбда-фаг, который может давать как литические, так и лизогенные циклы, дает начало двум типам трансдукции; обобщенный вызов, который происходит после литического цикла, и второй, называемый специализированным, который проявляется при переходе от лизогенного к литическому циклу.

ОБОБЩЕННОЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЕФрагменты бактериальной ДНК могут быть включены в головку вируса во время литического цикла. Смешанная популяция формируется из фагов, содержащих вирусные гены происхождения, и фагов с бактериальной ДНК; последняя может затем привить бактериальные гены к новой бактерии, таким образом, привитая ДНК сливается с бактериальной. Этот тип трансдукции определяется как генерализованный, поскольку любой ген от бактерии-донора может быть передан бактерии-реципиенту.

СПЕЦИАЛИЗИРОВАННАЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЕ: вирусная ДНК, интегрированная в лизогенный цикл, называется ПРОВИРУСОМ. При переходе от лизогенного цикла к литическому этот фрагмент донорской ДНК разрывается. Иногда (в редких случаях) отслоение происходит не на тех же участках, где он был сварен, а в слегка смещенных участках; этот фрагмент, следовательно, потеряет часть вирусной ДНК и приобретет некоторые последовательности бактериальной ДНК. Таким образом, образуются новые вирусы, которые несут гибридную ДНК в голове и которые, заражая новые бактерии, переносят определенные и специфические бактериальные гены (на которых он специализируется).

Существует механизм, называемый лизогенной конверсией, при котором вирусная ДНК, интегрированная в бактериальную ДНК (которая имеет тенденцию к молчанию), может обнажить определенные белки, которые обычно являются токсинами. Бактериальные токсины существуют в природе благодаря экспрессии вирусных генов.

ТРАНСПОЗИЦИЯ: и бактериальная хромосома, и плазмиды содержат элементы, называемые переносными, которые способны перемещаться (транслокация) из одной области генома в другую, или из плазмиды в геном, или из одной плазмиды в другую внутри одного и того же бактериальная клетка. Как правило, при перемещении мобильного элемента определенная последовательность остается как в месте происхождения, так и в том, где он был удален. Есть разные типы сменных элементов:

- Последовательности вставки: они содержат ген, кодирующий фермент, способствующий транспозиции (транспотаза).

-транспозоны: более сложные, чем предыдущие, на обоих концах 3 "и 5" содержат две последовательности IS (вставка) и внутренние гены устойчивости к антибиотикам (тетрациклин, пенициллин, хлорамфеникол ...)

- обратимые элементы: они похожи на транспозоны, но сохраняют способность инвертировать транспозоны.

Множественная устойчивость к антибиотикам: механизмы, которые часто возникают в больницах и в кишечнике. Бактерия посредством конъюгации передает устойчивость бактерии, уже устойчивой к другому антибиотику, на двойной плазмиде. Новая бактерия с двойной устойчивостью претерпевает транспозицию, то есть двойная устойчивость интегрируется в одну плазмиду и передает характеристики другим бактериям.