2. Конъюгация - прямой контакт двух разнокачественных клеток, сопровождаемый хотя бы частичным переносом генетического материала от клетки-донора к клетке-реципиенту.

Процесс конъюгации был открыт в 1946 г. Дж. Ледербергом и Э. Татумом. У кишечной палочки клетка-донор («мужская») имеет продолговатую форму, клетка-реципиент («женская») – изодиаметрическую. Клетка-донор образует половые ворсинки (пили), которые притягивают ее к клетке-реципиенту и образуют цитоплазматические каналы. По этим каналам ДНК из клетки-донора переходит в клетку-реципиент. Существует три типа клеток-доноров: F+, Hfr и F′.

На основе природных плазмид (в том числе ДНК хлоропластов и митохондрий) получены полусинтетические молекулы ДНК, обеспечивающие перенос генетического материала из одной клетки в другую - векторы. Векторы должны обеспечивать не только устойчивый перенос генов, но и регуляцию их транскрипции. Прокариотические плазмиды могут реплицироваться только в прокариотических клетках. В то же время, существует необходимость переноса генов от эукариот к прокариотам и наоборот. Для этого используются челночные плазмиды, которые содержат два репликатора (прокариотический и эукариотический) и способны реплицироваться и в прокариотических, и в эукариотических клетках. Для защиты векторов от разрушения нуклеазами их заключают в фосфолипидные пузырьки – липосомы.

3. Трансдукция - перенос генетического материала с помощью вирусов из клетки-донора в клетку-реципиент.

Явление трансдукции открыл в 1951 г. Н. Зиндер.

При трансдукции в вирионы (вирусная частица из НК и капсида) попадает ДНК клетки-хозяина. Вирионы заражают другие клетки, и ДНК исходной бактериальной клетки проникает в другую бактериальную клетку. Вирусная ДНК интегрируется в бактериальную хромосому, а привнесенная бактериальная ДНК рекомбинирует с ДНК бактериальной хромосомы. В результате 50% клеток оказываются трансформированными.

• Общая трансдукция. При общей трансдукции фрагменты бактериальной ДНК донора случайно включаются в созревающую фаговую частицу вместе с фаговой ДНК или вместо фаговой ДНК. Фрагменты бактериальной ДНК образуются при ее разрезании ферментом, контролируемым фагом. В состав фаговой частицы может включаться до 100 бактериальных генов.

• Ограниченная трансдукция. При ограниченной трансдукции происходит рекомбинация – бактериальная ДНК замещает часть фаговой ДНК. В состав рекомбинантной ДНК входит небольшое количество бактериальных генов, прилежащих к фаговой ДНК, интегрированной в бактериальную хромосому. При общей и ограниченной трансдукции донорская ДНК замещает гомологичные участки ДНК реципиента. Этот процесс сходен с трансформацией.

• Абортивная трансдукция может быть и неспецифической, и специфической. Ее сущность заключается в том, что трансдуцируемый фагом фрагмент ДНК не включается в хромосому реципиента, а существует как цитоплазматический репликон. Рано или поздно этот репликон утрачивается.

17. ДНК-фингерпринтинг.

ДНК-фингерпринтинг - метод получения уникальных ДНК-профилей на основе использования ряда маркерных технологий; характерная картина распределения полос, даваемая ДНК индивидуума после расщепления рестрикционным ферментом. Первоначально использовалась техника ПДРФ (RFLP), в дальнейшем наиболее часто стала использоваться техника полимеразной цепной реакции. 

Полиморфизм длин рестрикционных фрагментов, ПДРФ — вариабельность длин фрагментов ДНК разных организмов одного вида, образующихся при расщеплении ДНК рестриктазами. Отражает индивидуальный полиморфизм длин рестрикционных фрагментов геномной ДНК, причиной которого могут быть мутации в пределах сайта рестрикции, изменение числа повторов в ДНК и др.

ДНК-фингерпринтирование (DNA fingerprinting, DNA fingerprint technique) [англ. finger — палец и print — печать, оттиск, отпечаток] — метод создания генетических «отпечатков пальцев», основанный на анализе полиморфизма ДНК. Первоначально геномная ДНК рестрицируется эндонуклеазами, затем образующиеся фрагменты разделяются при помощи электрофореза в геле и переносятся на фильтры (напр., нитроцеллюлозные фильтры). После этого фильтры гибридизуют (см. Саузерн-блот-анализ) со специфическими мечеными зондами (ДНК фага М13, различные синтетические олигонуклеотиды, мини- и микросателлитные ДНК и др.). Фрагменты ДНК, гомологичные зондам, образуют полиморфные полосы гибридизации, отдельные из которых специфичны для каждого индивидуума, поэтому метод может быть использован для генетической идентификации разных индивидуумов одного вида. ДНК-ф. применяется при картировании генов, определении отцовства и материнства, в криминалистике. Метод ДНК-ф. предложен А. Джеффрисом в 1985 г.