Институт Медицинской Климатологии
Рекомбинация у прокариот — трансформация.

Трансформацией называется процесс изменения свойств одних микроорганизмов под влиянием выделенной из других микроорганизмов растворенной ДНК. Процесс трансформации был открыт в 1928 г. на культуре Streptococcus pneumonia. Оказалось, что при контакте убитых вирулентных возбудителей (S-диссоциантов) с живыми авирулентными R-клетками стрептококков, последние приобретают способность вызывать заболевание. Для трансформации фрагменты ДНК должны быть дву цепочечными и обладать значительной молекулярной массой. Клетка-реципиент способна воспринять чужеродную ДНК, если находится в определенном физиологическом состоянии — компетентности.

При этом присутствия живой клетки-донора не требуется. Большинство бактерий способно находиться в состоянии компетентности на стадии замедления роста. У компетентных клеток снижен уровень метаболизма, изменена клеточная поверхность, они становятся более чувствительными к осмотическому шоку. Компетентные клетки вырабатывают специальный низкомолекулярный белок, называемый фактором компетентности. Он взаимодействует с особыми рецепторами клеточной стенки и вызывает синтез авто лизина, ДНК-связывающего белка и эндонуклеазы I. Клетка имеет ограниченное число ДНК-воспринимающих рецепторов. Адсорбция ДНК происходит на всех прокариотических клетках, но только для компетентных клеток она имеет необратимый характер. ДНК-связывающий белок присоединяется к фрагментам донорной ДНК размером 22—45 тыс. п.о., после чего эндонуклеаза I делает на них одноцепочечные разрезы через 6 тыс. п.о. друг от друга.

Фрагменты входят в клетку одним концом, претерпевая еще одну «нарезку» на отрезки 2—4 тыс. п.о. и деградацию одной из цепей. Однонитевые фрагменты образуют комплекс с ДНК-связывающим белком, защищающим их от деградации. При контакте с хромосомой клетки однонитевой фрагмент ДНК донора вытесняет одну из ее цепочек, включаясь в ДНК реципиента. В хромосому может включиться ДНК с определенной степенью гомологии с ДНК реципиента. Вытесненный однонитевой участок подвергается элиминации. Состояние компетентности можно создать искусственно путем электропорации или использования протопластов. Трансформировать клетки может не только хромосомная, но и плазмидная и фаговая ДНК. Возможна также межвидовая трансформация.

Добавить комментарий