Во время трансформации бактерия может поглощать ДНК из окружающей среды. Известно, что небольшая часть видов бактерий обладает естественной компетентностью, а это означает, что они могут участвовать в такого рода горизонтальном переносе генов в своей естественной среде.
Насколько я понимаю, естественно компетентные бактерии несут гены, кодирующие механизм, необходимый для облегчения транспорта этой ДНК через мембрану в клетку. Экзогенная ДНК связывается с рецептором, расположенным на поверхности компетентных клеток, фрагментируется на мелкие фрагменты, после чего одна цепь деградирует, а другая транспортируется через мембрану в цитоплазму с помощью фермента ДНК-транслоказы. В конечном счете, при достаточной степени гомологии он встраивается в геном хозяина путем рекомбинации.
Однако во время этого процесса ДНК должна быть защищена от разрушающих нуклеаз. Помню, я читал что-то о ДНК-связывающем белке, специфичном для трансформации, который покрывает всю длину нити ДНК и предотвращает деградацию. Ответственен ли за это тот же фермент транслоказа, облегчающий движение через мембрану? Или здесь задействован другой белок?
И затем, независимо от того, какой белок отвечает за естественную компетентность, как этот белок экспрессируется и активируется в случае искусственной компетентности? Когда мы индуцируем компетентность в лаборатории с помощью одного из различных методов (например, электропорации), ДНК по существу проталкивается в клетку через отверстия в мембране, поэтому белок трансфераза не требуется. Что тогда сигнализирует бактерии экспрессировать защитный связывающий белок? Что удерживает экзогенную ДНК от легкого разрушения эндогенными нуклеазами? Какие бы сигналы не индуцировали экспрессию этого белка в случае естественной компетентности, по-видимому, они отсутствуют, когда компетентность индуцируется искусственно, и нет никакого смысла в том, чтобы бактерия конститутивно экспрессировала такой белок.
Различные бактерии имеют разные способы трансформации, и, как я понимаю, Haemophilus influenzae поглощает одну цепь, тогда как ?Streptococcus [я не уверен, что это за бактерии] поглощают двухцепочечную ДНК.
Я интуитивно думаю, что ДНКазы не так распространены, как РНКазы. Более того, естественная компетентность связана со стрессом и даже вызывается повреждением ДНК . Следовательно, мы можем предположить, что в этих условиях белки репарации ДНК будут преобладать, а ДНКаз будет мало. Вероятность повреждения чужеродной ДНК снижается.
В случае с искусственной трансформацией, я думаю, вся концепция теплового шока — это способ вызвать стресс. Более того, лабораторные штаммы, такие как DH5alpha , имеют определенные мутации, которые не позволяют им распознавать плазмиду как «чужую».
шигета