Одним из умеренных бактериофагов, осуществляющих генерализо-
ванную трансдукцию, является уже упоминаемый фаг Р22 S. typhimurium,
с которым работали Н. Циндер и Дж. Ледерберг. К фагам, осущест-
вляющим генерализованную трансдукцию, относятся также фаги P1
E. coli, PBS1 B. subtilis и др.
Генерализованная трансдукция осуществляется дефектными части-
цами фагов. Образование таких частиц происходит в ходе репродукции
фагов, сопровождающейся распадом бактериальной хромосомной ДНК.
Следует отметить, что образование их может происходить как при лити-
ческом развитии фага (фаги Р22 S. typhimurium и P1 E. coli), так и после
индукции профага (фаг P1 E. coli). При этом в часть фаговых частиц на-
чинает упаковываться не фаговая, а бактериальная ДНК. Размеры фраг-
ментов бактериальной ДНК, включающейся в такие частицы, не превы-
шают объема головки, а упаковываться могут самые разнообразные
фрагменты бактериальной хромосомы. Фаговые частицы, несущие фраг-
менты ДНК бактерий, называются дефектными или трансдуцирующими.
Если полученным фаголизатом, содержащим как нормальные, так и
дефектные частицы, обработать клетки штамма-реципиента, то зараже-
ние их нормальным фагом ведет, как правило, к лизису клеток. Однако
некоторые клетки инфицируют дефектные трансдуцирующие фаги. В
клетки поступают короткие фрагменты двунитевой ДНК донора. Цирку-
ляризации бактериальной ДНК при этом не происходит, т. е. рекомби-
нируют с ДНК реципиента линейные фрагменты ДНК донора. Рекомби-
нация, происходящая при общей трансдукции, находится под контролем
recA-гена, т. е. это общая гомологичная рекомбинация, осуществляемая
путем реципрокного обмена соответствующими гомологичными участ-
ками. Возникают рекомбинанты, называемые трансдуктантами. Транс-
дуктанты нелизогенны и не обладают иммунитетом к фагам, так как
трансдуцирующие частицы, вызвавшие их образование, не содержат фа-
говой ДНК .
При генерализованной трансдукции может переноситься любой бак-
териальный признак с частотой 10–5–10–6. Количество бактериальной
ДНК, которое может переноситься фагом обычно составляет 1–2 % всей
ДНК, содержащейся в клетке. Исключение составляет бактериофаг РBS1
B. subtilis, который может трансдуцировать до 8 % генома хозяина.
Однако при генерализованной трансдукции могут возникать не толь-
ко истинные рекомбинанты-трансдуктанты, в которых привнесенный ген
наследуется стабильно из поколения в поколение (полная, или завершен-
ная, трансдукция), но и абортивные трансдуктанты. При абортивной,
или незавершенной, трансдукции внесенный дефектным фагом фраг-
мент бактериальной хромосомной ДНК донора не рекомбинирует с хро-
мосомной ДНК реципиентной клетки. Находясь в реципиентной клетке,
привнесенный ген экспрессируется, что придает клетке новый фенотип,
например способность к синтезу какой-то аминокислоты. Однако ген эк-
зогеноты (привнесенный ген) не способен реплицироваться. Вследствие
этого при делении клетки он передается только одной из дочерних осо-
бей, но во второй клетке сохраняется белок – продукт экспрессии прив-
несенного гена, и эта клетка в известной степени сохраняет приобретен-
ный фенотип. С ростом числа делений идет разведение данного продук-
та, поэтому абортивные трансдуктанты на селективной среде формируют
микроколонии по сравнению с колониями истинных трансдуктантов. Та-
кие микроколонии абортивных трансдуктантов содержат только одну
клетку, несущую экзогеноту, или привнесенный фагом ген донорной
ДНК.
Впервые абортивную трансдукцию обнаружили при передаче генов,
ответственных за жгутикообразование, по образованию на питательной
среде «ползущих следов», или шлейфов. При исследовании под микро-
скопом таких клонов оказалось, что жгутик, а следовательно, и подвиж-
ность сохраняет одна клетка. Такие клетки делятся и оставляют по ходу
движения неподвижное потомство.
Установлено, что соотношение между частотой осуществления за-
вершенной и абортивной трансдукции составляет примерно 1:10, т. е.
абортивная трансдукция происходит чаще, чем полная завершенная.
|