Рекомбинация у бактерий

Генетическая рекомбинация - это взаимодействие между двумя ДНК, обладающими различными генотипами, которое приводит к образованию рекомбинантной ДНК, сочетающей гены обоих родителей.

Особенности рекомбинации у бактерий определяет отсутствие полового размножения и мейоза, в процессе которых у высших организмов происходят рекомбинация. В процессе рекомбинации бактерии условно делятся на клетки доноры, которые передают генетический материал, и клетки- реципиенты, которые воспринимают его. В клетку-реципиент проникает не вся, а только часть хромосомы клетки-донора, что приводит к формированию неполной зиготы - мерозиготы. В результате рекомбинации в мерозиготе образуется только один рекомбинант, генотип которого представлен в основном генотипом реципиента, с включенным в него фрагментом хромосомы донора. По молекулярному механизму генетическая рекомбинация у бактерий делится на гомологичную, сайтспецифическую и незаконную.

Гомологичная рекомбинация - при гомологичной рекомбинации в процессе разрыва и воссоединения ДНК происходит обмен между участками ДНК, обладающими высокой степенью гомологии. Процесс гомологичной рекомбинации находится под контролем генов, объединенных в REC -систему, состоящую из генов recA, B, C, D. Сайт-специфическая рекомбинация -тот тип рекомбинации не зависит от функционирования генов recA, B, C, D, не требует протяжных участков гомологии ДНК, но для протекания которой необходимы строго определенные последовательности ДНК и специальный ферментативный аппарат, которые специфичны для каждого конкретного случая. Примером этого типа рекомбинации является встраивание плазмиды в хромосому бактерий.

Незаконная или репликативная рекомбинация не зависит от функционирования генов recA, B, C, D. Примером ее является транспозиция подвижных генетических элементов по репликону или между репликонами.

Плазмиды - стабильно наследуемые внехромосомные элементы. Представляют собой двухцепочечные ковалентнозамкнутые молекулы ДНК. Они не поддаются действию клеточных нуклеаз.

F-плазмиды - конъюгированная эписома клеток E.coli. Попадая в F^- клетки, эта плазмида меняет их фенотипические свойства, приобретают новые половые пили, становятся донорами ДНК, при конъюгации таких клеток блокируется проникновение в них донорной ДНК.

R-плазмиды - факторы резистентности. - двухцепочечные кольцевые молекулы ДНК. Большая часть R- плазмид грамотрицательных бактерий конъюгативны, у грамположительных клинических штаммов выделяют как конъюгативные, так и неконъюгативные R- плазмиды. Любая конъюгативная R-плазмида несет две группы генов. 1)Гены, ответственные за передачу плазмиды путем конъюгации- фактор переноса устойчивости. 2)Гены, обусловливающие собственно резистентность.

Ti- плазмиды - плазмиды, ответственные за образование опухолей некоторых представителей голосеменных и большинства покрытосеменных растений.

Значение плазмид: применение в генетической инженерии, играют большую роль в эволюции бактерий, представляют ценность как материал для исследования структура и функционирования генетического аппарата бактериальной клетки, большое значение в зависимости от фенотипов, которые они детерминируют.