细菌转导 - 定义，原则，步骤，例子

经过

转导定义

  • 转导是细菌的转移脱氧核糖核酸通过病毒颗粒从供体到受体细菌。
  • 感染细菌的病毒粒子称为噬菌体或噬菌体，用于转移DNA的噬菌体称为转发噬菌体。
  • 并不是所有的噬菌体都是转导噬菌体。这一转导过程可以将DNA区域从几十个碱基转移到数百个碱基。
  • 由于噬菌体对细胞表面受体的高度特异性，转导是细菌遗传交换方法中DNA转移宿主范围最窄的一种。
  • 转导涉及通过中间剂从一种生物体携带从一个生物的DNA（或基因转移），这通常是噬菌体。
  • 转导比接合更有优势，因为转导不需要提供DNA的细胞和接受DNA的细胞之间的物理接触。
  • 类似地，转化的转导过程对DNase酶耐药，而转化过程易于DNase。
  • 转导是许多分子生物学家用来将外源基因导入宿主细胞基因组的标准过程。

细菌转导原理

  • 转导原理是基于噬菌体感染的机制。
  • 在转导时，细菌供体DNA通过裂解或溶血性循环掺入噬菌体中。
  • 在细菌DNA掺入噬菌体中后，从细菌细胞释放新噬菌体。
  • 然后这些噬菌体感染宿主细菌细胞。噬菌体附着于特定的细菌细胞表面受体并将其DNA注入含有供体DNA的宿主细菌细胞的细胞质。
  • 取决于噬菌体，DNA整合到细菌基因组中，作为质粒在细胞质中复制，或立即复制产生噬菌体后代。

细菌转导 - 定义，原则，步骤，例子

图片来源:LibreTexts

类型的转换

  • 基于DNA如何包装在病毒颗粒内，有两种类型的转导：

广义转账

  • 在一般转导中，噬菌体在组装过程中错误地封装了细菌DNA而不是自己的噬菌体DNA。
  • 这导致含有细菌DNA的传染性病毒颗粒，但由于所有噬菌体DNA的损失，不能再在细菌中复制的病毒颗粒。
  • 然后，噬菌体颗粒附着在细菌细胞表面受体上，并将包装好的DNA注射到细菌的细胞质中。
  • 如果噬菌体中的细菌DNA来自细菌染色体，则DNA与细菌受体的同源DNA重组以产生稳定的转导因子。这个过程需要宿主重组酶recA。
  • 然而，研究表明，大多数转导的DNA没有稳定地集成到细菌基因组中，而是仍然存在含有的血栓多味。
  • 广义转导用于定位基因、突变、转移质粒和转座子，以及确定不同属的细菌是否具有同源基因。

广义转导动画

专业转账

  • 在专用转导中，噬菌体通常在细菌基因组的特定位置进行溶酶体，称为附着位点。
  • 在这个过程中，噬菌体基因组通常整合到细菌染色体中，因为在溶源过程中病毒复制受到抑制。
  • 然后噬菌体基因组从细菌基因组中屈服，并且由于不精确的切除和重组，也切除相邻的细菌基因。
  • 与一般的转导噬菌体不同，专一的转导噬菌体同时包含噬菌体和细菌基因。
  • 在随后的感染过程中，新获得的基因与噬菌体DNA一起插入细菌基因组，形成新一轮的溶源性。
  • 专业转导与宿主同源重组和RECA无关，但需要噬菌体整合酶。
  • 专用转导在分离分子生物学中的基因和发现插入元件中的仪器，这通常用作噬菌体DNA整合的附着位点。

专门的转导动画

广义转导的步骤

  • 噬菌体宿主细胞（供体细胞）首先用噬菌体感染，在此期间，噬菌体DNA进入细菌的细胞质。
  • 在病毒复制的裂解周期中，噬菌体DNA连同细菌染色体被分解成更小的片段。
  • 当细菌裂解释放病毒衣壳时，细菌染色体的一部分就被包裹在其中一个衣壳中。
  • 细菌染色体的转导阶段现在感染第二种细菌(受体细菌)，供体DNA进入第二种细菌的细胞质。
  • 在宿主重组酶的存在下，供体DNA与细菌受体的同源DNA重新结合以产生稳定的转鼓。

特殊转导的步骤

  • 在用噬菌体感染供体细菌后，在溶血性循环期间将噬菌体DNA整合到细菌染色体中。
  • 由于噬菌体DNA的切割不精确，细菌染色体的一部分也被切除。
  • 含有部分细菌染色体的噬菌体随后感染新的宿主，在溶源性复制周期中，供体DNA被并入受体细菌。
  • 然后，接收者表达新获得的遗传性质。

细菌转导的例子

  • 一个通用转导噬菌体的好例子是P1，它可以转导大肠杆菌大量革兰氏阴性细菌的DNA。
  • 大肠杆菌噬菌体lambda是一种特殊的转导噬菌体的典型例子，它精确地将其DNA整合在操纵子编码酶之间，负责半乳糖(gal)和生物素(bio)的利用大肠杆菌染色体。

参考文献

  • Verma PS和Agarwal VK(3005)。细胞生物学，遗传学，分子生物学，进化和生态学。多色版。
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来源

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