1.48. Схема «Трансформация у бактерий»
1 - схема трансформации с включением в хромосому клетки реципиента фрагмента одноцепочечной ДНК донора
2 - фрагмент ДНК донора, ДНК реципиента
3 - приобретение новых генотипических признаков клеткой реципиент
4 - трансформация включает следующие этапы: адсорбция выделившийся трансформирующей ДНК из клетки донора на рецепторах бактерии - реципиента Выделение ДНК из клетки донора может происходить в результате разрушения бактерий во внешней среде под действием различных химических и физических факторов, а также их аутолиза (1), разрезание двунитевой молекулы ДНК, адсорбированной на поверхности бактерий, ферментом эндонуклеазой на отдельные двунитевые фрагменты (2), на поверхности бактерий экзонуклеаза вызывает деградацию одной из нитей двунитевых фрагментов трансформирующей ДНК; в результате формируются однонитевые отрезки ДНК (3), синтез белка-лоцмана, который соединяется с однонитевыми фрагментами трансформирующей ДНК. На поверхности бактерий существует электрическое поле. Учитывая это белок-лоцман можно рассматривать в качестве ротора, а белки мембраны как статор. Под действием потока ионов Н* через статор происходит вращение ротора и продвижение в цитоплазму бактерий вместе с трансформирующей ДНК (4). Далее происходит интеграция поступившего в цитоплазму трансформирующего однонитевого фрагмента ДНК в образовавшуюся в одной из нитей ДНК реципиента брешь, которая возникает в результате удаления аллельного гена. Затем происходит репликация ДНК и формирование клона рекомбинантных бактерий (5).
5 - передача генов резистентности к антибиотикам, кодирующих синтез ферментов, факторов вирулентности
1.49. Схема «Лизогенная конверсия у бактерий»
1 - интеграция ДНК фага лямда в бактериальную ДНК и формирование лизогенной бактерии (лизогенная конверсия)
2 - умеренный бактериофаг, бактериальная клетка, процесс лизогении
3 - репродукция умеренного бактериофага в бактериальной клетке с привнесением в бактерии новой генетической информации (на модели фага лямбда и его хозяина -кишечной палочки; перенос гена, кодирующего биосинтез биотина)
4 - этапы специфической трансдукции: умеренный фаг впрыскивает ДНК в цитоплазму бактерии, где она принимает кольцевую структуру, которая накладывается на ДНК бактерии между генами gal (ген, отвечающий за утилизацию галактозы в клетке) и bio (ген, кодирующий синтез биотина в бактерии). Именно в этом месте находится специфический участок бактериальной хромосомы, который спаривается с участком фага, затем нуклеазы клетки разрезают обе ДНК, т.е. Имеет место их разрыв, и далее происходит перекрестное воссоединение свободных концов обеих нуклеиновых кислот, В результате ДНК фага включается в ДНК бактерий между генами gal и bio. Включенная ДНК фага в ДНК бактерии называется профаг. Клетка, имеющая профаг, называется лизогенной бактерией. При делении бактериальных клеток профаг передается дочерним по наследству. Такая наследственная передача профага может быть неограниченно долгой. Возникающее лизогенное состояние бактерий (лизогения) представляет собой интегративную форму инфекции.
5 - присутствие профага в ДНК бактерий приводит к появлению у них новых свойств. Приобретение лизогенными бактериями новых свойств называется лизогенной конверсией (превращением).
