химический каталог




ТРАНСФОРМАЦИЯ

Автор Химическая энциклопедия г.р. Н.С.Зефиров

ТРАНСФОРМАЦИЯ (от лат. transformatio - превращение), в молекулярной генетике, изменение наследственных свойств клеток в результате проникновения в них чужеродной ДНК.

В результате ТРАНСФОРМАЦИЯ клетка-реципиент может приобрести и устойчиво передавать своим потомкам признак, ранее у нее отсутствующий, но имеющийся у клетки донора (например, ген устойчивости к антибиотикам).

ТРАНСФОРМАЦИЯ у многие бактерий (пневмококки, стрептококки, гемофиль-ные бактерии, бациллы)-естественный процесс, происходящий в природные популяциях. При этом клетки, способные поглощать и включать в свою хромосому чужеродную ДНК, находятся в состоянии так называемой компетентности (готовности), наступающем в определенный период жизненного цикла (конец фазы роста). Развитие компетентности может идти по "каскадному" типу: клетки, ставшие компетентными, выделяют в среду низкомолекулярный белок (так называемой фактор компетентности), который, адсорбируясь на др. клетках, делает их также компетентными.

Механизм ТРАНСФОРМАЦИЯ включает необратимую адсорбцию ДНК клетки-донора (например, выделяемую в среду в результате лизиса клеток) на поверхности клетки-реципиента. Хорошо адсорбируется лишь ДНК, имеющая мол. массу не менее 300 тысяч У большинства бактерий адсорбироваться может ДНК любого происхождения. У гемофильных бактерий адсорбируются лишь такие фрагменты ДНК, которые несут специфический последовательности из 11 пар нуклеотидов, характерных лишь для ДНК таких бактерий. Видоспецифический адсорбция характерна также для гонококков. Адсорбция осуществляется на спец. рецепторах, где ДНК связывается с особыми белками и "втягивается" в клетку. При этом одна из нитей ДНК разрушается благодаря нуклеазной активности связывающих ДНК белков, и в клетку поступает уже однонитевая ДНК. Она тут же обволакивается молекулами белков, которые защищают ДНК от клеточных экзонуклеаз и способствуют ее контакту с хромосомой, а затем рекомбинации с ней. На этом процесс ТРАНСФОРМАЦИЯ завершается.

ДНК можно ввести в бактерии также искусственно. Для этого, например, бактерии кишечной группы (для них естественная ТРАНСФОРМАЦИЯ не характерна) охлаждают и обрабатывают растворами СаСl2 или RbCl либо подвергают замораживанию при низких температурах с последующим оттаиванием. Клетки при этом становятся проницаемыми для ДНК, однако механизм ТРАНСФОРМАЦИЯ в этом случае совершенно иной, чем описанный выше.

В бактерии посредством ТРАНСФОРМАЦИЯ можно ввести также ДНК плазмид. Конечным результатом этого является возникновение клетки, несущей чужеродную плазмиду в автономном состоянии или включенную в состав хромосомы. Механизм проникновения в клетку плазмидной ДНК такой же, как и хромосомной. Однако возникновение однонитевой ДНК и др. процессы, сопутствующие поглощению, настолько "уродуют" плазмиды, что вероятность правильного восстановления кольцевой реплицирующейся формы низка (Т. клетки мономерными формами плазмид не эффективна). Поэтому употребляют мультимерные (состоящие из нескольких плазмид) формы или плазмиды с прямыми повторами нуклеотидов, отчего шансы на "сборку" полноценной плазмиды повышаются.

С помощью плазмид можно также осуществить ТРАНСФОРМАЦИЯ протопластов (клетки с удаленной клеточной стенкой), которые затем регенерируют в полноценные клетки. ДНК, проникая в них, почти не повреждается и остается двунитевой. Плаз-мидная ТРАНСФОРМАЦИЯ во многом близка к так называемой трансфекции, когда бактерии поглощают ДНК фага (вирус бактерий), предварительно выделенную из фаговых частиц. Эта ДНК в бактерии кодирует образование новых частиц фага, которые разрушают затем бактериальную клетку и выходят наружу.

ТРАНСФОРМАЦИЯ у дрожжей может быть осуществлена только искусственным путем. Для этой цели используют протопласты или обрабатывают клетки солями щелочных металлов. ДНК проникает в дрожжевые протопласты также под действием электрич. разрядов (так называемой электропорация).

ТРАНСФОРМАЦИЯ клеток млекопитающих осуществима только искусственно в результате микроинъекций чужеродной ДНК в ядра эмбрионов, соматич. клеток или путем поглощения ДНК клетками в культуре тканей. Чаще всего ДНК добавляют к смеси раствора СаСl2 и фосфатного буфера; образуется мелкодисперсный осадок, который адсорбируется и поглощается клетками. Возможно также введение ДНК в липосоме или путем использования в качестве переносчика ДНК-содержа-щего умеренного вируса с включением в его геном фрагментов ДНК животных.

Клетки растений не способны поглощать ДНК. При ТРАНСФОРМАЦИЯ клеток двудольных растений используют регенерирующие протопласты, поглощающие свободную ДНК и ДНК, заключенную в липосомы. Регенерирующие трансформированные протопласты образуют так называемой каллусную ткань, из которой затем формируется растение. Др. способом введения чужеродной ДНК в геном таких растит. клеток является естественное заражение их бактерией Agrobacterium tume- faciens, несущей Ti- или Ri-плазмиды. Эта бактерия способна проникать в интактные растит. клетки, и освобождающиеся затем плазмиды встраиваются в геном. У однодольных растений эти плазмиды не функционируют в клетке, для их ТРАНСФОРМАЦИЯ прибегать к прямому переносу ДНК в протопласты, используя электропорацию. ТРАНСФОРМАЦИЯ растений можно осуществлять также путем "выстрела" в клетку ускоренными частицами вольфрама или золота, на которые предварительно нанесена ДНК.

ТРАНСФОРМАЦИЯ используют в генетической инженерии для введения в клетку генов, несущих заданную информацию.

ТРАНСФОРМАЦИЯ впервые была открыта в 1928 Ф. Гриффитом. В 1944 О. Эвери с сотрудниками показал, что превращение некоторых непатогенных бактерий в патогенные осуществляется в результате переноса в геном первых ДНК, высвобождающейся из клеток вирулентных штаммов.

Литература: Кожина ТРАНСФОРМАЦИЯ И., Захаров И. А., "Успехи современной биологии", 1987, т. 104, в. 1(4), с. 3-21; Прозоров А. А., Трансформация у бактерий, М., 1988; Sybenga J., "Theor. Appl. Genet.", 1983, v. 66, № 3-4, p. 179-201; Kucherlopati R., Skoultchi A. I., "CRC critical rev. biochem.", 1984, v. 16, № 4, p. 349-79. А. А. Прозоров.

Химическая энциклопедия. Том 4 >> К списку статей


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]    [обратная связь]

 

 

Реклама
свадебные букету для невесты из пионов
Фирма Ренессанс: лестницу- быстро, качественно, недорого!
кресло 9950
Самое выгодное предложение от магазина компьютерной техники КНС Нева - MSI gp62 - Санкт Петербург, ул. Рузовская, д.11, парковка для клиентов.

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(11.12.2016)