Зиготическая индукция

Зиготное индукция происходит, когда бактериальная клетка, несущая замолкнувшую ДНК бактериального вируса в своей хромосоме, переносит вирусную ДНК вместе со своей собственной ДНК в другую бактериальную клетку, лишенную вируса, в результате чего получатель ДНК взломать. В донорской клетке репрессорный белок, кодируемый профагом (вирусной ДНК), выключает вирусные гены, так что вирус не продуцируется. Когда ДНК переносится в клетку-реципиент посредством конъюгации, вирусные гены в перенесенной ДНК немедленно включаются, поскольку в клетке-реципиенте отсутствует репрессор. В результате в клетке-реципиенте производится много вирусов, и в конечном итоге происходит лизис с высвобождением нового вируса.

Зиготическая индукция была открыта Эли Уоллманом и Франсуа Джейкобом в 1954 году. Исторически зиготическая индукция позволила понять природу бактериальной конъюгации. Это также способствовало разработке модели ранней репрессии генной регуляции, которая объяснила, как гены lac-оперона и λ подвергаются негативной регуляции.

В 1947 году Джошуа Ледерберг и Эдвард Татум обнаружили, что питательные мутанты бактерии E. coli при инкубации в смешанных культурах обменивались генетическими маркерами для получения новых рекомбинантов, хотя эффективность спаривания была неэффективной. Более поздние эксперименты со штаммами E. coli, которые спаривались с высокой частотой, которые были названы Hfr (высокая частота рекомбинантов), показали, как передавались генетические маркеры.

Эли Воллман и Франсуа Жакоб показали, что гены передаются в определенном порядке от клетки-донора Hfr к клетке-реципиенту F во время спаривания. Чем дольше клетки Hfr и F находились в контакте, тем больше генов было передано. Они не верили, что реципиенту обычно передается вся донорская хромосома. С другой стороны, у Ледерберга было альтернативное объяснение очевидной упорядоченной передачи части хромосомы. По аналогии с оплодотворением и мейозом высших организмов он предположил, что весь генетический материал был перенесен, но что разрыв донорской хромосомы произошел в определенных местах, так что сегменты донорской хромосомы

Зиготическая индукция была обнаружена во время картирования местоположения профага λ с использованием спариваний Hfr x F. Когда F был лизогенным для λ, лизогения картировалась в локусе gal. Однако, когда родительский Hfr был лизогенным, лизогения (т.е. профага) не унаследовалась ни одним из рекомбинантов, которые были выделены путем их выращивания в виде колоний на соответствующей агаризованной среде. Причина в том, что перенос λ-профага реципиенту F сопровождался немедленной индукцией продукции бактериофага внутри F-клетки. Последующий лизис этой «зиготы » высвободил новые частицы бактериофага. Если спаривание прекращалось до того, как был перенесен профаг, фаг не продуцировался, и рекомбинация продолжалась в зиготе. Эти наблюдения предоставили доказательства того, что генетические маркеры переносились в одном направлении во время конъюгации, от Hfr к F-клеткам. Эти эксперименты также показали, что модель Ледерберга неверна, так как индукция зиготы помешала бы образованию любого рекомбинанта, если бы вся хромосома из клетки Hfr была перенесена в F-клетку.