Половой процесс

 

Определение: половой процесс это такое биологическое явление, при котором происходит обмен генетическим материалом между несколькими особями.

 

Как же может осуществляться половой процесс если молекула ДНК одна и замкнута в кольцо???

- образование фрагмента (путем его отсоединения от материнской молекулы;

- перенос фрагмента от одной клетки к другой;

- разрезание молекулы ДНК и встраивание нового, перенесенного фрагмента.

Половой процесс у бактерий не связан с образованием половых клеток.

 

Часть ДНК (очень редко и вся ДНК) от клетки донора переносится к клетке реципиенту. При этом перенесенная ДНК замещает определенный участок в молекуле ДНК клетки реципиента. В процессе встраивания фрагмента молекулы ДНК, молекула клетки реципиента разрезается и вновь сшивается после процесса встраивания нового фрагмента. Образуется РЕКОМБИНАНТНАЯ молекула ДНК, которая содержит гены обеих родительских клеток.

Известны три способа получения рекомбинантной ДНК (в порядке их открытия):

Трансформация. Открыта в 1928 г. Гриффитом у пневмококков. При трансформации клетки не контактируют друг с другом непосредственно.

Гриффит обнаружил, что если вводить мышам живые R-клетки (шероховатые, непатогенные формы, не способные к образованию капсулы) и мертвые (убитые нагреванием патогенные S-клетки, способные образовывать капсулу), то мыши погибают от воспаления легких, а в крови у них обнаруживаются живые S-клетки. В то время не было известно о роли ДНК, поэтому предполагали что переносчиком нового признака является белок. А в 1944 г. Эвери, Мак- Леод и Мак-Карти идентифицировали этот фактор как фрагмент молекулы ДНК.

 

Конъюгация – это перенос молекулы ДНК между клетками непосредственно контактирующими друг с другом. При конъюгации может обмениваться значительная часть донорной ДНК

Этот процесс был открыт в 1946 г. у кишечной палочки.

Донорная способность клеток определяется специальными генами, которые называют F-факторами. Они отвечают за образование белков, входящих в состав особых выростов F-пилей (фимбрий). При конъюгации только одна из цепей двухцепочечной молекулы ДНК проникает в клетку реципиент через половую фимбрию. То есть, от клетки донора F+ происходит перенос одной из цепей фрагмента молекулы ДНК в клетку F-.

Конъюгация и перенос F – фактора из одной бактериальной клетки в другую. 1, 2 и 3 обозначают последовательность этапов переноса. 1 – раскручивающийся и одновременно реплицирующийся F – фактор; 2 - одноцепочечный F – фактор проникает в клетку реципиент через F – фимбрию; 3 - F – фактор с синтезирующейся комплементарной цепью.

Трансдукция – это процесс переноса небольшой двуцепочечной молекулы ДНК из клетки донора в клетку реципиент при помощи бактериофага. Некоторые вирусы способны встраивать свою ДНК в ДНК клетки бактерий (бактериофаги). Такая встроенная ДНК реплицируется –одновременно с ДНК клетки хозяина и передается от одного поколения бактериальных клеток к другому.

Время от времени такая ДНК активируется и начинает кодировать образование новых вирусных частиц. ДНК клетки хозяина разрывается и из нее высвобождаются новые вирусные частицы. Иногда внутри них кроме ДНК вируса может находиться часть «нормальной» ДНК клетки хозяина. Иногда ее так много, что она вытесняет вирусную ДНК. Такие новые «вирусы» или трансдуцирующие частицы, затем переносятся в клетки других бактерий.