نیک صالحی

Just another WordPress.com weblog

انتقال ژن در باکتریها

مواد ژنتیکی به چند طریق می‌توانند در بین باکتریها انتقال یابند. در همه مکانیسمهای انتقال ، یک یاخته دهنده وجود دارد که بخشی از DNA خود را به یاخته گیرنده می‌دهد. معمولا پس از انتقال این بخش از DNA یاخته دهنده جزئی از یاخته گیرنده می‌شود و بقیه آن بوسیله آنزیمهای درون یاخته‌ای تجزیه می‌گردند. در این صورت یاخته گیرنده را ، که حاوی بخشی از DNA یاخته دهنده است نوترکیب می‌نامند. انتقال مواد ژنتیکی در باکتریها پدیده متداولی نیست و تنها ممکن است در میان یک درصد کل جمعیت باکتری رخ دهد.
انتقال ژنها در باکتریها به سه روش دگرگونی ، الحاق و انتقال صورت می‌گیرد.

دگرگونی در باکتریها
ژنها در طی فرآیند دگرگونی ، به صورت DNA عریان در محلول از یک باکتری دیگر منتقل می‌شوند. این پدیده نخستین بار در حدود 50 سال قبل بدون درک دقیق مکانیسم آن نشان داده شد. هنگامی که فردریک گریفیث به سال 1928 در انگلستان سرگرم مطالعه بر روی باکتری استرپتوکوکوس پنومونیه بود به این پدیده پی برد. این باکتری دارای دو نوع کپسول‌دار و بدون کپسول است که تنها نوع کپسول‌دار آن بیماریزا است. این دانشمند درصدد روشن کردن این مسئله بود که آیا پنوموکوک بیماریزای کشته شده در دمای 60 درجه سانتیگراد می‌تواند موش را بر علیه این بیماری واکسینه کند یا نه.

او در حین انجام آزمایشهای خود متوجه شد که موش تزریق شده با این نوع باکتری کشته شده، به بیماری مبتلا نمی‌شود ولی هنگامی که این باکتریهای کشته شده با نوع غیر بیماریزای زنده مخلوط و سپس تزریق شوند، موشها به بیماری مبتلا می‌شوند. در این حالت ، در خون موشهایی که در اثر بیماری مرده‌اند می‌توان باکتریهای کپسول‌دار را یافت. از این آزمایش چنین نتیجه گرفته شد که مواد وراثتی از باکتریهای بیماریزا وارد یاخته‌های زنده شده و آنها را از نظر ژنتیکی به گونه‌ای تغییر داده‌اند که به نوع کپسول‌دار مبدل شده‌اند. پژوهشهای بعدی انجام شده بر مبنای آزمایش گریفیث نشان داد که دگرگونی باکتریها می‌تواند با استفاده از روشهای استاندارد کشت میکروبی انجام شود.

در طبیعت برخی از باکتریها احتمالا پس از مردن و متلاشی شدن، DNA خود را در محیط آزاد می‌کنند. بخشهایی از این DNA می‌تواند بوسیله باکتریهای دیگر جذب شده و در آنها صفت یا صفات جدیدی را ایجاد کند. یاخته دریافت کننده این ژنها نوعی هیبرید یا یاخته نوترکیب است. این نوع دگرگونی یاخته‌ای در طبیعت تنها در میان انواع محدودی از باکتریها از جمله انواع باسیلوس ، هموفیلوس ، نایسریا ، ریزوبیوم و برخی از استرپتوکوکها یا استافیلوکوکها دیده می‌شود. در صورتی که یاخته‌های دهنده و گیرنده به یکدیگر نزدیک باشند عمل دگرگونی بهتر و ساده‌تر صورت می‌گیرد. وقتی یاخته دریافت کننده در شرایط فیزیولوژیکی مناسب برای دریافت و پذیرش DNA یاخته دهنده باشد Competent نامیده می‌شود.

الحاق در باکتریها
الحاق مکانیسم دیگری برای انتقال مواد ژنتیکی از یک باکتری به باکتری دیگر است. این عمل با وساطت پلاسمیدها که قطعات DNA کوچک و حلقوی بوده و مستقل از کروموزوم یاخته‌ای تکثیر می‌یابند انجام می‌گیرد. پلاسمیدها همانند کروموزومهای کوچکی هستند که از نظر ژنهای موجود ، با کروموزوم باکتری متفاوت‌اند. ژنهای موجود ، در پلاسمید غالبا برای رشد یاخته حیاتی و اساسی نیستند.
چگونگی پدیده الحاق
مطالعه پدیده الحاق عمدتا با استفاده از باکتری اشرشیاکلی صورت می‌گیرد. در این باکتری ، عاملی موسوم به نام F نخستین پلاسمیدی است که در طی عمل الحاق از یاخته‌ای به یاخته دیگر انتقال می‌یابد. یاخته دهنده دارای عامل F را یاخته F مثبت و یاخته گیرنده فاقد آن را یاخته F منفی می‌نامند. در برخی از یاخته‌های F مثبت ، عامل F شکسته شده و وارد کروموزوم یاخته‌ای می‌شود در این حالت یاخته را HFr گویند.

به هنگام الحاق یاخته HFr به یاخته F منفی ، کروموزوم یاخته HFr حاوی عامل F خرد شده، همانند سازی می‌کنند و تکثیر می‌یابد و نسخه جدیدی از این کروموزوم یا بخشی از آن به یاخته گیرنده منتقل می‌شود. در اثر این عمل ، یاخته گیرنده F منفی می‌تواند صاحب ژنهای جدیدی شود مانند پدیده دگرگونی.

تفاوت انتقال از طریق الحاق با دگرگونی
انتقال مواد ژنتیکی از طریق الحاق با انتقال این مواد از راه دگرگونی دو تفاوت اساسی دارد. یکی آن که الحاق به تماس مستقیم بین یاخته دهنده و گیرنده نیاز دارد. دیگر آن که یاخته های جفت شده در الحاق می بایست از دو نوع قابل جفت شدن باهم با وساطت مژکهای سطحی باشند. یعنی یاخته های دهنده باید دارای پلاسمید و یاخته های گیرنده فاقد آن باشند. این پلاسمید حاوی ژنهای سنتز کننده مژکهای جنسی است که مسئول تماس و اتصال یاخته‌های دهنده و گیرنده و انتقال پلاسمید هستند.
انتقال ژن در باکتریها
سومین مکانیسم انتقال مواد ژنتیکی در بین باکتریها ، از طریق فرآیند انتقال است. در این فرآیند DNA عریان از یاخته‌ای به یاخته دیگر منتقل نمی‌گردد و بلکه این انتقال بوسیله ویروسهای باکتریایی به نام باکتریوفاژ یا فاژ انجام می‌شود که از یاخته‌های دهنده به یاخته‌های گیرنده می‌روند. در این فرآیند ، ویروس به دیواره یاخته میزبان متصل شده و DNA خود را به درون آن تزریق می‌کند.

به هنگام همانند سازی DNA میزبان و DNA ویروس ، ناگهان کروموزوم باکتری شکسته شده و بخشی از آن در داخل غلاف پروتئینی ویروس جای می‌گیرد. در این صورت فاژ حاصله حاوی بخشی از DNA باکتری است. هنگامی که این فاژها باکتریهای جدید را آلوده می‌کنند به این ترتیب بخشی از DNA باکتری قبلی را به باکتریهای جدید منتقل می‌سازند. در این انتقال هر بخشی از DNA باکتری اول و یا هر ژنی از باکتری دهنده می‌تواند به باکتری دوم یا باکتری گیرنده منتقل شود، لذا این نوع انتقال را عمومی می‌گویند.
انتقال خصوصی
نوع دیگری از انتقال وجود دارد که اختصاصی نامیده می‌شود و طی آن تنها ژنهای خاصی از یک باکتری می‌توانند به باکتری دیگر منتقل شوند.

Advertisements

No comments yet»

پاسخی بگذارید

در پایین مشخصات خود را پر کنید یا برای ورود روی شمایل‌ها کلیک نمایید:

نشان‌وارهٔ وردپرس.کام

شما در حال بیان دیدگاه با حساب کاربری WordPress.com خود هستید. بیرون رفتن / تغییر دادن )

تصویر توییتر

شما در حال بیان دیدگاه با حساب کاربری Twitter خود هستید. بیرون رفتن / تغییر دادن )

عکس فیسبوک

شما در حال بیان دیدگاه با حساب کاربری Facebook خود هستید. بیرون رفتن / تغییر دادن )

عکس گوگل+

شما در حال بیان دیدگاه با حساب کاربری Google+ خود هستید. بیرون رفتن / تغییر دادن )

درحال اتصال به %s

%d وب‌نوشت‌نویس این را دوست دارند: