Transduktio ( latinasta transductio - liike) on prosessi, jossa DNA:ta siirretään solujen välillä virusten avulla [1] [2] . Esimerkki transduktiosta on bakteeri - DNA :n siirto solusta toiseen bakteriofagin toimesta . Yleistä transduktiota käytetään bakteerigenetiikassa genomikartoituksessa . Sekä lauhkeat että virulentit faagit kykenevät transduktioon , jälkimmäiset kuitenkin tuhoavat bakteeripopulaation , joten niiden avulla tapahtuvalla transduktiolla ei ole suurta merkitystä luonnossa tai tutkimuksessa.
Transduktion kuvasivat Norton Zinder ja Joshua Lederberg vuonna 1952 Salmonellassa [3] . He havaitsivat normaalien fenotyyppien palautumisen auksotrofisissa kannoissa ja osoittivat, että vain virus pystyi siirtämään geneettistä materiaalia [4] .
Transduktio on faagivälitteistä DNA:n siirtoa bakteerisolujen välillä. Keskeinen vaihe tässä prosessissa on siirretyn DNA:n pakkaaminen faagin päähän sen elinkaaren lyyttisessä vaiheessa eli solun kuollessa vapauttaen viruspartikkeleita ulospäin . Pääsääntöisesti viruspartikkelien kokoamisen aikana sen oma DNA tulee faagin päähän, mutta toisinaan tapahtuu virheitä, kun faagin päähän joutuu bakteeri-DNA-fragmentteja, joita voi muodostua esimerkiksi faagin tuhoutuessa. faagin aiheuttama bakteerikromosomi . Faagipartikkeleita, jotka sisältävät bakteeri-DNA:n fragmentteja, kutsutaan transdusoiviksi partikkeleiksi. Ne voivat infektoida soluja normaalien faagien tapaan, koska niillä on kaikki tähän tarvittavat geenit . Kun faagi injektoi soluun kiinnittymisen jälkeen genomisen DNA:n siihen, se injektoi myös päänsä sisältämän bakteeri-DNA:n [5] . Kummallista kyllä, transduktio on mahdollista myös lyyttisen syklin aikana [6] .
Kaikki faagit eivät kykene transduktioon. Siihen kykenevät vain ne faagit, jotka aiheuttavat bakteerien genomisen DNA:n fragmentoitumisen oikeankokoisiksi fragmenteiksi sopimaan kapsidiin . Joskus virioniin ei pääse bakteerin genominen DNA, vaan plasmidi , joka seuraavaan infektoituneeseen soluun päästyäsi kaksinkertaistuu edelleen. Faagien kuljettamat genomifragmentit eivät toisaalta kykene replikoitumaan ; niiden kaksinkertaistuminen on mahdollista vain, jos ne pystyvät integroitumaan vastaanottavan bakteerin kromosomiin [5] . Jos bakteerigenomin fragmentti pysyy vapaana, se putoaa useiden sukupolvien ajan yhteen tytärsoluista jakautumisen aikana ; tällaista transduktiota kutsutaan abortoivaksi [7] [8] .
Kun faagit siirtyvät lysogeenisesta elinkaaren lyyttiseen vaiheeseen ja leikataan pois isäntägenomista, ne ottavat joskus mukanaan pieniä osia bakteeri-DNA:ta. Koska näissä tapauksissa viruspartikkeliin päässyt bakteeri-DNA:n määrä on hyvin pieni ja sitä rajoittaa yksi tai useampi geeni, tällaista transduktiota kutsutaan erikoistuneeksi [5] . Siten E. colin Escherichia colin λ-faagi voi transdusoida vain kaksi geeniä: gal , joka on vastuussa galaktoosin assimilaatiosta , ja bio , joka osallistuu biotiinin synteesiin . Toisinaan voi ilmaantua niin kutsuttuja heterogeenisiä soluja, eli soluja, joissa jonkin faagin kantama geeni esiintyy sekä vapaassa muodossa että osana genomia [7] .
Transduktiota käytettiin bakteerikromosomien geenien kartoittamiseen. Menetelmä perustuu siihen, että transduktion aikana siirtyneet bakteerien DNA-fragmentit ovat melko suuria ja voivat sisältää useita geenejä, joten lähekkäin sijaitsevia geenejä voidaan siirtää samanaikaisesti transduktion (kotransduktion) aikana. Mitä vähemmän geenejä on linkitetty , sitä vähemmän yhteistransduktiota havaitaan. Näiden tietojen perusteella on mahdollista palauttaa geenien järjestys bakteerikromosomissa [8] .
| Mikrobiologia : Bakteerit | |
|---|---|
| Patogeeniset bakteerit |
|
Ihmisen mikrofloora |
|
| Substraatin spesifisyys | |
| Hengitä | |
| Genetiikka ja lisääntyminen |
|
| lepääviä muotoja |
|
| Katso myös | |