Механизм бактериальной трансформации | Пошаговая анимация

Предыдущее видео:    • Horizontal Gene Transfer  

Существуют две основные формы:

A. Естественная трансформация

Некоторые бактерии естественным образом развивают компетентность — способность поглощать ДНК.

Этапы:

Развитие компетентности → специальные белки (факторы компетентности) подготавливают клетку.

Связывание ДНК → внеклеточная ДНК связывается с рецепторами на поверхности бактерии.

Поглощение ДНК → одна цепь ДНК проникает, другая деградирует.

Интеграция → поступившая ДНК интегрируется в геном хозяина посредством гомологичной рекомбинации.

Примеры: Streptococcus pneumoniae, Bacillus subtilis, Neisseria gonorrhoeae, Haemophilus influenzae.

B. Искусственная (индуцированная) трансформация

В лабораторных условиях бактерии, такие как E. coli, искусственно приобретают способность встраивать плазмиды:

Химический метод → обработка CaCl₂ с последующим тепловым шоком делает мембраны проницаемыми.

Электропорация → высоковольтные импульсы создают временные поры для проникновения ДНК.

Это основа генной инженерии и технологии рекомбинантной ДНК.

🔹 4. Значение трансформации

Генетическое разнообразие → помогает бактериям адаптироваться и выживать в изменяющихся условиях.

Устойчивость к антибиотикам → гены устойчивости могут распространяться среди популяций бактерий.

Вирулентность → патогенные бактерии могут приобретать новые признаки.

Биотехнология → трансформация используется для клонирования, производства рекомбинантных белков (например, инсулина) и генной инженерии.

🔹 5. Применение в науке и медицине

Производство генно-модифицированных бактерий.

Создание инсулина, гормонов роста и вакцин.

Изучение функций генов путём вставки репортерных генов.

Разработка ГМ-культур в сельском хозяйстве.