5 июня 2020, пятница, 20:16
VK.comFacebookTwitterTelegramInstagramYouTubeЯндекс.Дзен

НОВОСТИ

СТАТЬИ

PRO SCIENCE

МЕДЛЕННОЕ ЧТЕНИЕ

ЛЕКЦИИ

АВТОРЫ

Промикробы: Давай поженимся

Фото: Екатерина Беленко

Продолжим погружение в захватывающий мир генетики бактерий. Если вы пропустили прошлую статью, рекомендую начать с нее и узнать, что такое плазмиды. Потому что сегодня речь пойдет об обмене этими самыми плазмидами, то есть о конъюгации у бактерий. Конъюгация  — однонаправленный перенос части генетического материала (плазмид или бактериальной хромосомы) от клетки-донора к клетке-реципиенту при непосредственном контакте двух бактериальных клеток. Посредством конъюгации бактерии обмениваются генетическим материалом, поддерживая своё генетическое разнообразие.

Открыт этот чудесный процесс в 1946 году Джошуа Ледербергом и Эдвардом Татумом. Они взяли несколько штаммов кишечной палочки, каждый из которых был привередлив по-своему — не мог расти на питательной среде без определённого вещества в ней. Смешали, но не взбалтывали эти штаммы, дали им чуть-чуть порасти в среде со всеми питательными элементами и компонентами. А затем произвели высев на среду с очень бедненьким составом. Когда на чашках появились колонии, исследователи заключили, что бактерии обменялись генами и перестали быть пищевыми «инвалидами».

Однако Ледерберг и Татум не доказали, что ДНК передавалась между бактериями при непосредственном физическом контакте. Это удалось сделать Бернанду Дэвису в 1950 году. Он сконструировал U-образную трубку, разделенную напополам перегородкой, через которую могла проходить среда, но не бактериальные клетки. Далее Дэвис инкубировал в трубке несколько таких же, как и в первом опыте, «привередливых» штаммов, сильно перемешивая среду. После высеивания клеток на бедную по составу среду колоний не появилось. Таким образом, было показано, что для обмена ДНК, открытого Ледербергом и Татумом, был необходим физический контакт двух клеток.

У кишечной палочки и других грамотрицательных бактерий физический контакт между двумя клетками обеспечивается половыми пилями — полыми белковыми структурами на поверхности клеток. Половые пили бывают разные: бывают длинные, тонкие и гибкие, а бывают короткие, толстые и жесткие. Пили взаимодействуют с рецепторами на поверхности клетки-реципиента, за счёт чего конъюгирующие клетки образуют пару.

Далее происходит перенос генетического материала, но этот перенос — гораздо более запутанный процесс, чем может показаться на первый взгляд. Не просто пропихнули плазмиду по «перешейку» — и готово. Нет, кольцевая плазмида разрывается, затем она расплетается из двухцепочечной в одинарную. Одна цепочечка уходит реципиенту, вторая остается у донора и сразу достраивается назад до двойной. Одноцепочечная ДНК, перенесенная в клетку-реципиент, также достраивается до двуцепочечной. Таким образом, конъюгация является репликативным процессом и, строго говоря, передается не сама плазмида, а ее копия.

Описанный выше механизм конъюгации относится к грамотрицательным бактериям. Вместе с тем к конъюгации способны многие грамположительные бактерии, от Streptomyces до Enterococcus. В силу особенностей строения клеточной стенки (толстый слой пептидогликана) в конъюгации у грамположительных бактерий не задействованы пили. Они решают вопрос благодаря секреции феромонов пептидной природы. Любопытно, что феромоны выделяют реципиенты генетического материала, а не наоборот. Дамы приглашают кавалеров на геномный танец.

Обсудите в соцсетях

«Ангара» Африка Византия Вселенная Гренландия ДНК Иерусалим КГИ Луна МГУ Марс Монголия НАСА РБК РВК РГГУ РадиоАстрон Роскосмос Роспатент Росприроднадзор Русал СМИ Сингапур Солнце Титан Юпитер акустика антибиотики античность антропогенез археология архитектура астероиды астрофизика бактерии бедность библиотеки биомедицина биомеханика бионика биоразнообразие биотехнологии блогосфера вакцинация викинги вирусы воспитание вулканология гаджеты генетика география геология геофизика геохимия гравитация грибы дельфины демография демократия дети динозавры животные здоровье землетрясение змеи зоопарк зрение изобретения иммунология импорт инновации интернет инфекции ислам исламизм исследования история карикатура картография католицизм кельты кибернетика киты климатология клонирование комары комета кометы компаративистика космос культура культурология лазер лексика лженаука лингвистика льготы мамонты математика материаловедение медицина металлургия метеориты микробиология микроорганизмы мифология млекопитающие мозг моллюски музеи насекомые наука нацпроекты неандертальцы нейробиология неолит обезьяны общество онкология открытия палеолит палеонтология память папирусы паразиты перевод питание планетология погода политика право приматы природа психиатрия психоанализ психология психофизиология птицы путешествие пчелы ракета растения религиоведение рептилии робототехника рыбы сердце смертность собаки сон социология спутники старение старообрядцы стартапы статистика такси технологии тигры топливо торнадо транспорт ураган урбанистика фармакология физика физиология фольклор химия христианство цифровизация школа экзопланеты экология электрохимия эпидемии эпидемиология этология язык Александр Беглов Дмитрий Козак Древний Египет Западная Африка Латинская Америка НПО «Энергомаш» Нобелевская премия РКК «Энергия» Российская империя Сергиев Посад альтернативная энергетика аутизм биология бозон Хиггса вымирающие виды глобальное потепление грипп защита растений инвазивные виды информационные технологии искусственный интеллект история искусства история цивилизаций исчезающие языки квантовая физика квантовые технологии климатические изменения компьютерная безопасность компьютерные технологии космический мусор криминалистика культурная антропология междисциплинарные исследования местное самоуправление мобильные приложения научный юмор облачные технологии обучение одаренные дети педагогика персональные данные подготовка космонавтов преподавание истории продолжительность жизни происхождение человека русский язык сланцевая революция физическая антропология финансовый рынок черные дыры эволюция эволюция звезд эмбриональное развитие этнические конфликты ядерная физика Вольное историческое общество жизнь вне Земли естественные и точные науки НПО им.Лавочкина Центр им.Хруничева История человека. История институтов дело Baring Vostok Протон-М 3D Apple Big data Dragon Facebook Google GPS IBM MERS PayPal PRO SCIENCE видео ProScience Театр SpaceX Tesla Motors Wi-Fi

Редакция

Электронная почта: polit@polit.ru
Телефон: +7 929 588 33 89
Яндекс.Метрика
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003 года. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2020.