Полная версия

Главная arrow География arrow ГЕНЕТИКА В 2 Ч. ЧАСТЬ 1

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Бактерия Escherichia coli как важный объект генетических исследований

Кишечная палочка {Escherichia coli) - бактерия, которая обычно обитает в кишечнике человека и животных. В современных исследованиях по молекулярной генетике она занимает одно из первых мест. Это палочковидный организм около 2 мкм длиной и 0,8-1 мкм толщиной. Снаружи клетка кишечной палочки одета жесткой оболочкой, сохраняющей свою форму даже в том случае, если в силу тех или иных причин утрачивается ее содержимое. Под клеточной оболочкой лежит эластичная тонкая цитоплазматическая мембрана. Если удалить клеточную оболочку действием на нее фермента, то клетка вместе со своим содержимым принимает форму шарика, называемого протопластом, или сферопластом. Содержимое клетки бакгерии представлено протоплазмой, состоящей из цитоплазмы и включенных в нее молекул ДНК. Клетка гаплоидна и содержит одну хромосому, представляющую собой длинную кольцевую нить ДНК. Ее длина около 1 300 мкм, т. е. она более чем в 600 раз длиннее самой бактериальной клетки. Однако в клетке ДНК многократно свернута и плотно «упакована». По меньшей мере в одной точке хромосома фиксирована на образованиях, отходящих от цитоплазматической мембраны в глубь клетки и называемых мезосомами.

Хромосома у кишечной палочки реплицируется от одной строго определенной точки, в которой она прикреплена к цитоплазматической мембране. «Волны репликации» идут в обоих направлениях от стартовой точки и встречаются друг с другом посередине хромосомного кольца. На репликацию хромосомы у кишечной палочки затрачивается около 20 мин. Затем синтезированные хромосомы отходят друг от друга, и между ними начинает формироваться перегородка из цитоплазматической мембраны. Некоторое время разграниченные перегородкой протопласты остаются под одной клеточной оболочкой, затем клетка делится.

Исследования показали, что у бактерии существует и половой процесс, ведущий к объединению и последующей рекомбинации генов разных родительских типов. В основе полового процесса у бактерий лежит конъюгация - появление временной связи между клетками бактерий посредством образования цитоплазматического мостика. Такая связь создает условия для проникновения генетического материала из одной клетки бактерии в другую.

В 1952 г. В. Хейс обнаружил, что при явлениях рекомбинаций у бактерий одна из линий служит донором, а другая - реципиентом. Донорные клетки (мужские клетки бактерий) характеризуются наличием у них особого фактора F* - не связанной с хромосомой ДНК, способной к самовоспроизведению. При конъюгации бактерий фактор F может переходить в реци- пиентную женскую клетку F~, превращая ее в мужскую.

Половой фактор бактерий (F4} содержит 105 пар нуклеотидов, что соответствует по количеству одному геному фага. Бактерии т. е. лишенные полового фактора, являются реципиентами. При конъюгации клеток F4 и F~ в последнюю часто переходит только половой фактор. Однако, когда фактор F4 в клетке донора соединяется с се хромосомой, конец последней проникает через цитоплазматический мостик в клетку реципиента, обусловливая появление клеток, способных к особо высокой частоте рекомбинаций. Эти клетки были обозначены символом Hfr (от англ. High frequency of recombination - высокая частота рекомбинации).

На примере фактора F у бактерий было показано, что отдельная ДНК может как существовать самостоятельно, так и быть включенной в хромосому бактерии в виде ее части. Такие молекулы ДНК получили название эписам.

Вначале наличие конъюгации клеток бактерий постулировалось на основе генетических экспериментов, в которых демонстрировалось явление рекомбинации, затем факт конъюгации бактерий был подтвержден с помощью электронного микроскопа. На рис. 5.8 ясно виден цитоплазматический мостик, который служит для перехода фактора F* и хромосомы бактерий из одной клетки в другую при их конъюгации.

Электронная микрофотография конъюгации между бактериальными клетками Hfr и F~

Рис. 5.8. Электронная микрофотография конъюгации между бактериальными клетками Hfr и F~

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>