app9bergamo.com

  

Beste Artikel:

  
Main / Wie entsteht eine Merozygote?

Wie entsteht eine Merozygote?

In Bakterienpopulationen treten aufgrund von Replikationsfehlern ständig Mutationen auf. Wenn es einen selektiven Vorteil für eine bestimmte Mutation gibt, e. Da es sich bei Bakterien um haploide Organismen handelt, werden außerdem Mutationen exprimiert, die normalerweise rezessiv sind. Daher können Mutationen in Bakterienpopulationen ein Problem bei der Behandlung von bakteriellen Infektionen darstellen. Mutationen sind nicht nur ein Problem, Bakterien haben auch Mechanismen, mit denen Gene auf andere Bakterien übertragen werden können.

Somit kann eine in einer Zelle auftretende Mutation an andere Zellen weitergegeben werden. Der Gentransfer in Bakterien ist unidirektional von einer Spenderzelle zu einer Empfängerzelle, und der Spender gibt dem Empfänger normalerweise nur einen kleinen Teil seiner DNA. Somit werden keine vollständigen Zygoten gebildet; vielmehr werden partielle Zygoten-Merozygoten gebildet. Bakteriengene werden normalerweise auf Mitglieder derselben Art übertragen, gelegentlich kann jedoch auch eine Übertragung auf andere Arten auftreten.

1 zeigt Gentransfers, von denen gezeigt wurde, dass sie zwischen verschiedenen Bakterienarten auftreten. Die Transformation ist ein Gentransfer, der aus der Aufnahme von nackter DNA aus einer Spenderzelle durch eine Empfängerzelle resultiert.

Bestimmte Bakterien e. Somit ist die Transformation empfindlich gegenüber Nukleasen in der Umwelt. Kompetenz des Empfängers Einige Bakterien können DNA auf natürliche Weise aufnehmen. Diese Bakterien nehmen jedoch nur eine bestimmte Zeit in ihrem Wachstumszyklus DNA auf, wenn sie ein bestimmtes Protein produzieren, das als Kompetenzfaktor bezeichnet wird. In diesem Stadium sollen die Bakterien kompetent sein.

Andere Bakterien sind nicht in der Lage, DNA auf natürliche Weise aufzunehmen. Bei diesen Bakterien kann die Kompetenz jedoch in vitro durch Behandlung mit Chemikalien induziert werden, z. CaCl 2. Im Gegensatz dazu nehmen Gram-Bakterien doppelsträngige DNA auf. Diese Rekombination erfordert eine Homologie zwischen der Spender-DNA und dem Chromosom und führt zur Substitution der DNA zwischen dem Empfänger und dem Spender, wie in 2 dargestellt.

Diese Art der Rekombination wird als legitime oder homologe oder allgemeine Rekombination bezeichnet. Aufgrund des Erfordernisses einer Homologie zwischen der Spender- und der Wirts-DNA wird erwartet, dass sich nur DNA von eng verwandten Bakterien erfolgreich transformiert, obwohl in seltenen Fällen gezeigt wurde, dass ein Gentransfer zwischen entfernt verwandten Bakterien stattfindet.

Transformation findet in der Natur statt und kann zu erhöhter Virulenz führen. Darüber hinaus ist die Transformation in der rekombinanten DNA-Technologie weit verbreitet. Die Transduktion ist die Übertragung genetischer Informationen von einem Spender zu einem Empfänger über einen Bakteriophagen.

Die Phagenhülle schützt die DNA in der Umwelt, so dass die Transduktion im Gegensatz zur Transformation nicht durch Nukleasen in der Umwelt beeinflusst wird. Nicht alle Phagen können die Transduktion vermitteln. In den meisten Fällen erfolgt der Gentransfer zwischen Mitgliedern derselben Bakterienart. Wenn jedoch ein bestimmter Phage ein breites Wirtsspektrum aufweist, kann ein Transfer zwischen Arten auftreten. Die Fähigkeit eines Phagen zur vermittelten Transduktion hängt mit dem Lebenszyklus des Phagen zusammen.

Generalisierte Transduktion - Generalisierte Transduktion ist eine Transduktion, bei der möglicherweise jedes bakterielle Gen des Spenders auf den Empfänger übertragen werden kann. Phagen, die eine generalisierte Transduktion vermitteln, zerlegen im Allgemeinen die Wirts-DNA in kleinere Stücke und verpacken ihre DNA durch einen "kopfreichen" Mechanismus in das Phagenpartikel.

Gelegentlich wird eines der Stücke der Wirts-DNA zufällig in eine Phagenhülle verpackt. Somit kann jedes Spendergen potentiell übertragen werden, aber nur genug DNA, die in einen Phagenkopf passen kann, kann übertragen werden. Spezialisierte Transduktion - Spezialisierte Transduktion ist eine Transduktion, bei der nur bestimmte Spendergene auf den Empfänger übertragen werden können. Unterschiedliche Phagen können unterschiedliche Gene übertragen, aber ein einzelner Phage kann nur bestimmte Gene übertragen.

Die spezialisierte Transduktion wird durch lysogene oder gemäßigte Phagen vermittelt, und die Gene, die übertragen werden, hängen davon ab, wo der Prophage in das Chromosom eingefügt wurde. Der Mechanismus der spezialisierten Transduktion ist in 4 dargestellt. Während der Entfernung des Prophagen tritt gelegentlich ein Fehler auf, bei dem ein Teil der Wirts-DNA mit der Phagen-DNA herausgeschnitten wird. Nur Wirts-DNA auf beiden Seiten der Insertion des Prophagen kann übertragen werden i. Nach Replikation und Freisetzung von Phagen und Infektion eines Empfängers kann eine Lysogenisierung des Empfängers auftreten, was zu einem stabilen Transfer von Spendergenen führt.

Der Empfänger hat nun zwei Kopien der übertragenen Gene. Eine legitime Rekombination zwischen Spender- und Empfängergenen ist ebenfalls möglich. Die lysogene Phagenumwandlung findet in der Natur statt und ist die Quelle virulenter Bakterienstämme. Dieser Videoclip zeigt den Konjugationsprozess. Zunächst verbinden sich zwei Bakterien über einen Sexualpilus. Als nächstes wird ein Strang des Plasmids auf die angeheftete Zelle übertragen.

Es ist zu beachten, dass das ursprüngliche Plasmid nicht aus der ersten Zelle verloren geht. Schließlich dupliziert jede Zelle sofort den Einzelstrang, so dass beide Bakterien eine Kopie des doppelsträngigen Plasmids haben. Übertragung von DNA von einem Spender zu einem Empfänger durch direkten physischen Kontakt zwischen den Zellen. In Bakterien gibt es zwei Paarungstypen, einen Spender-Mann und eine Empfänger-Frau, und die Richtung des Transfers von genetischem Material ist eine Möglichkeit; Die DNA wird von einem Spender auf einen Empfänger übertragen.

Der F-Faktor ist ein kreisförmiges DNA-Stück, das sich autonom in der Zelle replizieren kann. Es ist ein unabhängiges Replikon. Extrachromosomale DNA-Stücke, die sich autonom replizieren können, erhalten den allgemeinen Namen Plasmide. Der F-Faktor enthält Gene, die für seine Replikation und für seine Fähigkeit, DNA auf einen Empfänger zu übertragen, benötigt werden.

Eines der Dinge, für die der F-Faktor kodiert, ist die Fähigkeit, einen Sexualpilus F-Pilus auf der Oberfläche des Bakteriums zu produzieren.

Dieser Pilus ist wichtig für den Konjugationsprozess. Der F-Faktor ist nicht das einzige Plasmid, das die Konjugation vermitteln kann, sondern wird im Allgemeinen als Modell verwendet. Empfänger Die Fähigkeit, als Empfänger zu fungieren, ist eine Folge des Fehlens des F-Faktors. Somit ist der F-Faktor ansteckend. Darüber hinaus gibt es nur einen geringen Transfer von chromosomalen Genen. Darüber hinaus gibt es eine hohe Übertragungshäufigkeit von chromosomalen Spendergenen.

Autonom mit chromosomalen Genen F 'In diesem Zustand ist der F-Faktor autonom, trägt aber jetzt einige chromosomale Gene. F'-Faktoren werden durch Herausschneiden des F-Faktors aus einem Hfr erzeugt, wie in 5b dargestellt. Wenn der F-Faktor aus dem Hfr-Chromosom ausgeschnitten wird, können gelegentlich Spendergene auf beiden Seiten des F-Faktors ausgeschnitten werden, wobei der F-Faktor ein F 'erzeugt. F'-Faktoren werden in Abhängigkeit von den Chromosomengenen benannt, die sie tragen.

Zusätzlich gibt es eine hohe Übertragungsfrequenz dieser chromosomalen Gene auf das F 'und eine niedrige Frequenzübertragung anderer chromosomaler Spendergene. Über diese Brücke gelangt die DNA vom Spender zum Empfänger. Somit ist die DNA vor Umweltnukleasen geschützt. Die Paarungspaare können durch Scherkräfte getrennt und die Konjugation unterbrochen werden. Folglich bleiben die Paarungspaare nur für kurze Zeit verbunden.

Ein einzelner DNA-Strang passiert die Konjugationsbrücke und tritt in den Empfänger ein, wo der zweite Strang repliziert wird. In der Tat gibt es, wie in 7 dargestellt, keinen Transfer von Donor-Chromosomengenen. In der Praxis gibt es jedoch einen geringen Transfer von chromosomalen Spendergenen in solchen Kreuzungen. Terry, Universität von Connecticut, Storrs, Conn. Hfr X F - kreuzt Abbildung 7. Die zuerst übertragene DNA ist jedoch das Chromosom.

Je nachdem, wo im Chromosom der F-Faktor integriert ist und in welcher Ausrichtung, werden verschiedene chromosomale Gene zu unterschiedlichen Zeiten übertragen. Die relative Reihenfolge und Entfernung der Gene bleibt jedoch immer gleich.

Nur wenn das gesamte Chromosom übertragen wird, wird der F-Faktor übertragen. Da Scherkräfte die Paarungspaare trennen, ist es selten, dass das gesamte Chromosom übertragen wird. Somit erhält der Empfänger den F-Faktor in einem Hfr X F - Kreuz nicht. Der Empfänger bleibt F-, der Spender bleibt Hfr und es gibt eine hohe Häufigkeit der Übertragung von chromosomalen Spendergenen. Paarung von Hfr- und F-Bakterienstämmen. F 'X F - kreuzt Abbildung 8. Da das F' jedoch einige chromosomale Gene enthält, werden diese ebenfalls übertragen.

Das F- wird zu F ', das F' bleibt F 'und es handelt sich um eine Hochfrequenzübertragung von Spendergenen auf das F', aber eine Niederfrequenzübertragung anderer chromosomaler Spendergene. Bedeutung Unter den gramnegativen Bakterien ist dies der Hauptweg, auf dem Bakteriengene übertragen werden. Der Transfer kann zwischen verschiedenen Bakterienarten erfolgen.

Die Übertragung multipler Antibiotikaresistenzen durch Konjugation ist zu einem Hauptproblem bei der Behandlung bestimmter bakterieller Erkrankungen geworden. Da die Empfängerzelle nach Übertragung eines Plasmids zum Spender wird, ist leicht zu erkennen, warum ein auf einem Plasmid getragenes Antibiotikaresistenzgen eine empfindliche Zellpopulation schnell in eine resistente umwandeln kann. Grampositive Bakterien haben auch Plasmide, die mehrere Antibiotikaresistenzgene tragen. In einigen Fällen werden diese Plasmide durch Konjugation übertragen, während sie in anderen Fällen durch Transduktion übertragen werden.

Transponierbare genetische Elemente. Transponierbare genetische Elemente sind DNA-Segmente, die sich von einem Ort zum anderen bewegen können. I. Eigenschaften transponierbarer genetischer Elemente. Zufällige Bewegung Transponierbare genetische Elemente können sich von jedem DNA-Molekül zu jedem anderen DNA-Molekül oder sogar zu einem anderen Ort auf demselben Molekül bewegen.

Die Bewegung ist nicht völlig zufällig; Es gibt bevorzugte Stellen in einem DNA-Molekül, an denen sich das transponierbare genetische Element einfügt. Nicht zur Selbstreplikation fähig Die transponierbaren genetischen Elemente existieren nicht autonom Ausnahme - einige transponierbare Phagen und daher müssen sie, um repliziert zu werden, Teil eines anderen Replikons sein.

Transposition vermittelt durch ortsspezifische Rekombination Die Transposition erfordert wenig oder keine Homologie zwischen dem aktuellen Ort und der neuen Stelle.

(с) 2019 app9bergamo.com