Бактериофаги как переносчики генетической информации бактерий. Фаговая трансдукция и фаговая конверсия.

Бактериофаги – многочисленная группа, поражающая все известные группы бактерий.

Фаги, как и вирусы позвоночных, беспозвоночных и растений, по содержанию нуклеиновых кислот подразделяются на ДНК- и РНК-содержащие, а по характеру взаимодействия с бактериями - на вирулентные и умеренные с полноценным и дефектным геномами.

Различают простые и сложные фаги. При этом простые имеют форму шестигранников (колифаги MS-2, f2, фХ174) или нитей (фаги fl, fd), а сложные (колифаги группы Т1-Т7) - сперматозоидную.

Приобретение новых признаков, обусловленных профагом, называется фаговой (лизогенной) конверсией. Фаговая конверсия может затрагивать такие важные свойства бактерий как морфология колоний, биохимические признаки, способность синтезировать токсины или антибиотики, устойчивость к лекарственным препаратам и др. Утратившие часть своего генома умеренные фаги становятся дефектными и, будучи не способными к образованию зрелых частиц, осуществляют трансдукцию (лат. transductio - перенос, перемещение), т. е. перенос генов.

Трансдукция - вид рекомбинации, при которой перенос генетического материала от одних клеток (доноров) к другим (реципиентам) осуществляют умеренные фаги или их мутанты.

Установлено, что за трансдукцию ответственны умеренные фаги, потерявшие способность лизогенизировать бактериальные клетки вследствие того, что часть их генома при неправильном отщеплении замещается фрагментом ДНК бактерии-донора. Такие мутанты фагов называют дефектными фаговыми корпускулами или дефектными фагами. Они всегда присутствуют в популяции фагов, освобождаемых клетками в среду после индукции или суперинфекции. С помощью трансдуцирующего фага могут передаваться многие признаки и свойства: способность сбраживать различные углеводы, ситезировать аминокислоты и витамины, резистентность к антибиотикам, вирулентность, токси-генность, жгутики. При этом трансдуцирующие свойства фага не зависят от способности лизироватъ или лизогенизировать ре-ципиентную клетку.

Виды трансдукции. По характеру передачи признаков различают три вида трансдукции - генерализованную, ограниченную (специализированную) и абортивную.

Генерализованную, или общую, трансдукцию осуществляют фаги с множественной локализацией на хромосоме бактерий. К ним, в частности, относится умеренный фаг Ми-1, содержащий линейную двухцепочечную ДНК.

Ограниченную трансдукцию связывают с фагами, обладающими избирательной локализацией на хромосоме бактерий и способными переносить ограниченное число генов, прилегающих к специфическим участкам интеграции. Этот вид трансдукции осуществляют умеренные фаги X, Р2, Р22 и многие другие.

Абортивная трансдукция отличается от первых двух тем, что перенесенный фагом фрагмент ДНК донора остается в цитоплазме реципиентной клетки в автономном состоянии. Не включаясь в хромосому клетки-реципиента, этот фрагмент ДНК в течение нескольких делений бактерий передается лишь одной клетке, а далее полностью исчезает.