61. PROFÁG, INTEGRÁCIÓ, SPECIÁLIS TRANSZDUKCIÓ (kapcsolat)

A mérsékelt fág lizogén életciklusának egyik ritka következménye a speciális transzdukció. A baktérium a sejtbe bejutott fággenom (temperált, mérsékelt fág genomja) . A fággenom, ill. a baktérium kromoszómáján egyaránt megtalálható kapcsolódási helyek (attP és attB, ahol P a fág, B a baktérium att szekvenciája) közötti helyspecifikus rekombinációval integrálódik a baktérium a kromoszómájába. A reakciot leirhatjuk, mint attP + attB = attL + attR, ahol L az integrálódott profág kromoszóma " balodali" határát, R a "jobboldali" határt jelenti.  Valamennyi att közepén azonos a DNS szekvencia (kb 10 - néhányszor 10 bp), ezt core att-nak nevezhetjük.  attP esetén a core mindkét oldalán ("szárnyán") fág DNS szekvencia van, attB-nél baktérium szekvencia, attL-nél jobbról baktéruim, balról fág szekvencia,  attR-nél épp forditva balról fág, jobbról baktérium DNS szekvencia  (vezesd le a Campbell rerombinációgeometriájával, amikor a "kört" és a "fonalat" rekombinációval összeépited!). A Campbell rekombinácioval a fág kromoszóma profág állapotba jut, amely a vírusnak egy nem fertőzőképes, alvó állapota, mely időnként kivágódik, vegetatívan szaporodik, és lizálja a gazda baktérium sejtet. A profág kihasadása ritkán nem precízen a fág DNS határainál történik, azaz az att hely melletti baktérium gének is kihasított DNS szakasz részei lehetnek. Ezáltal speciális transzdukáló fág részecske jöhet létre, amely mindig (ezért speciális) az atthely melletti baktérium géneket viheti át (transzdukálja) a következő fertőzés során a következő baktériumba.

Példa a speciális transzdukcióra a lambda fág galtraszdukáló fajtája (az E.coli Galaktóz hasznositási génjeit transzdukálja), ill a lambda bio, amely az E.coli Biotin szintézis géneket transzdukálja. Az E. coli kromoszómáján a gén sorrend --GAL --  attB -- BIO--, a lizogén baktériumban --GAL--attL  lambda profág attR-BIO--
A Rhizobium meliloti (lucerna gyökérgümőiben szimbiózisban a lucernával a levegő nitrogénjét fixáló baktérium) 16-3 fágja pl a baktérium cisztein bioszintézisének egyik génjét speciálisan transzdukálja.
Genetikai "trükkökkel" a lambda fág legkülönbözőbb speciálisan traszdukáló fajtáit állitották elő,: pl lambda Trp (triptofán bioszintézis geneket transzdukáló), lambda Hisz (hisztidin bioszintézis géneket transzdukál)  stb

 A speciálisan transzdukáló részecske ritkán keletkezik. Azt a fág populációt (fág lizátumot) amelyben fellép, azaz keletkezett, LFT lizátumnak nevezil (low frequency speciálisan transzdukáló lizátum), Az LFT lizátumban keletkezett speciálisan transzdukáló fág esetleg önálló szaporodásra képes, estleg helper fág segitségével elszopitható, feldusitható, s ekkor HFT lizátum jön létre (high frequency speciálisan traszdukáló lizátum). Ha a speciálisan traszdukáló fág létfontosságú géneket veszit, akkor szaporodni sem tud önállóan. Azonban, ha van mellette egy szaporodó képes fág, akkor komplementálni tudja transz helyzetből a kiesett gének működését és a kettő együtt szaporodni, pakolódni tud. A végeredmény olyan HFT lizátum, amely 50% speciálisan transzdukáló fágot  és 50% helper fágot tartalmaz.

A  profág integráció preciz egyenlete : POP' +  BOB' = BOP' + POB' , ahol O=att core, POP' = attP,  BOB'=attB,  BOP'=attL,  POB'=attR , P és B az O-tól jobbra eső fág, ill. baktériom szekvencia, P' és B' az O-tól balra eső fág, ill. baktérium szekvencia. A Holliday szerkezet, crossing over, ill. a helyspecifikus rekombináció az O szekvencián belül keletkezik, ill történik meg. 

62. FÁG, GENERÁLIS TRANSZDUKCIÓ, SPECIÁLIS TRANSZDUKCIÓ, BÁRMELY GÉN, CSAK BIZONYOS GÉN (összetartozások)

A fág litikus életciklusára jellemző folyamat a generális transzdukció, melynek során a fág DNS replikációja párhuzamosan zajlik a gazda genomjának fragmentálódásával. Ritkán a gazda genomjának egy (bármely) része is bepakolódik a sejtben felépülő fág "fejekbe", generálisan transzdukált fág keletkezik. Ez a fág részecske újabb baktériumot fertőzhet meg, amely során beviszi (transzdukálja) a baktérium DNS darabot. Mivel bármely baktérium DNS darab átkerülhet egy új sejtbe, generális transzdukció a jelenség neve. Generális transzdukció során csak baktérium DNS darabok pakolódnak a fág partikulába, a fág kromoszóma nem. A generálisan transzdukált sejtben (transzduktáns) nem történhet újabb fág szaporodás.
A mérsékelt, lizogenizálni képes, fág lizogén életciklusára jellemző folyamat a speciális transzdukció, melynek során a fággenomon, és a bakteriális kromoszómán egyaránt megtaláható kapcsolódási helyek (att) közötti helyspecifikus rekombináció történik, így csak néhány meghatározott lókusz (att hely mellettiek) juttatható át egy másik sejtbe.
Példa a generális transzdukcióra a Salmonella typhimurium P22 fágja, az E.coli P2 fágja. Mindkét fág mérsékelt fág, de vegetativ szaporodása során olyan génműködések is bekapcsolnak, amelyek működése révén a feldarabolt baktérium DNS pakolodhat az elkészült fág fehérje burkokba.

63. T4-FÁG, RII-GÉN, CISZTRON, KOMPLEMENTÁCIÓ (összefüggések)

A T4-fág különböző változatai ismertek. Az rII mutánsok nagyobb, szabálytalan tarfoltot képeznek. Az rII génben 2 cisztron van, az rIIA és az rIIB. A cisztron a gén funkcionális egysége, mely egy komplett polipeptid láncokat határoz meg. Tehát a T4-fág rII génje 2 polipeptidláncot kódol. Azok a mutációk, melyek transz heterozigóta helyzetben nem komplementálnak, ugyanabban a cisztronban hibásak, tehát a cisztron és a komplementációs csoport szinonim fogalmak.

 

 

 

 

 

 

 

 

64. TRANSZFORMÁCIÓ, TRANSZDUKCIÓ, PARCIÁLIS DIPLOID (összefüggés, rajz)

A parciális diploidok olyan heterozigóta, haploid sejtek (pl. baktériumok), amelyek egy teljes (baktérium) kromoszóma mellett a genom egy darabját is hordozzák. Tehát a sejt diploid erre a DNS szakaszra. Baktériumok transzformációjával, transzdukciójával, konjugációjával, ill. a baktérium genom egy darabjának klónozásával és sejtbe juttatásával lehet a parciális diploid állapotot létrehozni.A parciális diploid lehet heterozigóta is, ha a donor DNS darab és a recipiens sejt genomja más-más allélokat hordoz.
1

A parciális diploid állapot lehetőséget ad az ún. kapcsolási géntérépezésre, amely a cossing over logika/rekombináció egy alkalmazási területe.

 

65.PARCIÁLIS DIPLOID, A ÉS B GÉNEK KAPCSOLTSÁGA (rajz)

2

 

A gén helyét az a+/a- allélpár, B gén helyét a b+/b- allélpár jelzi, L= parcialis diploid régió hossza, d= A és B távolsága
C=ko-transzfer=együttes rekombinációs átvitel ( C minél jobban közelit 1-hez, A és B annál kapcsoltabb, annál közelebb vannak egymáshoz)

Crossing over
I+II régió  5                  a+b- kromoszóma
I+III régió  4                a+b+ kromoszóma      3 összege ∑a+