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बैक्टीरियोफेज, संरचनात्मक विशेषताएं और व्यावहारिक अनुप्रयोग। परिवर्तन के दौरान आनुवंशिक पुनर्संयोजन

सीमित (विशिष्ट) पारगमन- बैक्टीरियोफेज के एकीकरण स्थल के पास स्थित बैक्टीरिया डीएनए के कड़ाई से परिभाषित टुकड़े के बैक्टीरियोफेज की मदद से एक जीवाणु दाता से एक जीवाणु प्राप्तकर्ता में स्थानांतरण (एक नियम के रूप में, कई जीन); बैक्टीरियोफेज के लिए, ... ... तकनीकी अनुवादक की हैंडबुक

इस शब्द के अन्य अर्थ हैं, पारगमन देखें। ट्रांसडक्शन (लैटिन ट्रांसडक्टियो मूवमेंट से) बैक्टीरियोफेज द्वारा बैक्टीरियल डीएनए को एक सेल से दूसरे सेल में ट्रांसफर करने की प्रक्रिया है। सामान्य पारगमन का उपयोग जीवाणु आनुवंशिकी में ... ... विकिपीडिया . के लिए किया जाता है

पारगमन विशिष्ट देखें... बड़ा चिकित्सा शब्दकोश

- (लैटिन ट्रांसडक्टियो मूवमेंट से) वायरस की मदद से एक कोशिका से दूसरी कोशिका में आनुवंशिक सामग्री का स्थानांतरण (देखें वायरस), जिससे प्राप्तकर्ता कोशिकाओं के वंशानुगत गुणों में परिवर्तन होता है। टी. की परिघटना की खोज अमेरिकी वैज्ञानिकों डी ने की थी... महान सोवियत विश्वकोश

- (syn। टी। स्थानीयकृत) टी।, जिसमें एक जीवाणु के डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड का कड़ाई से परिभाषित खंड स्थानांतरित किया जाता है ... बिग मेडिकल डिक्शनरी

विशिष्ट (विशेष, प्रतिबंधित) पारगमन निकट स्थित बैक्टीरियल डीएनए के एक कड़ाई से परिभाषित टुकड़े के बैक्टीरियोफेज का उपयोग करके एक जीवाणु दाता से एक जीवाणु प्राप्तकर्ता में स्थानांतरण ... ... आणविक जीव विज्ञान और आनुवंशिकी। शब्दकोश।

सीमित पारगमन विशिष्ट टी- प्रतिबंधित पारगमन या विशेष टी। एक जीवाणु दाता से एक जीवाणुभोजी के माध्यम से एक कड़ाई से परिभाषित टुकड़े के जीवाणु प्राप्तकर्ता को स्थानांतरण ... ... आनुवंशिकी। विश्वकोश शब्दकोश

- (ग्रीक बैक्टोरियन स्टिक) एककोशिकीय सूक्ष्मजीव जिसमें एक आदिम साइटोप्लाज्म और एक न्यूक्लियोलस और एक परमाणु झिल्ली के बिना एक नाभिक होता है। वे प्रोकैरियोट्स से संबंधित हैं। अन्य सूक्ष्मजीवों के साथ, वे मिट्टी, पानी, हवा, निवास में व्यापक रूप से वितरित किए जाते हैं ... ... चिकित्सा विश्वकोश

शब्द बैक्टीरियोफेज अंग्रेजी शब्द बैक्टीरियोफेज पर्यायवाची शब्द फेज, बैक्टीरियल वायरस संक्षिप्तीकरण एसोसिएटेड शब्द जैविक नैनोऑब्जेक्ट्स, डीएनए, कैप्सिड, नैनोफार्माकोलॉजी, नैनोमैटेरियल-आधारित वैक्टर परिभाषा (जीवाणु और ग्रीक से ??????…… नैनोटेक्नोलॉजी का विश्वकोश शब्दकोश

- (अव्य। ट्रांसडक्टियो ट्रांसफर, मूवमेंट; ट्रांस + डक्टो लेड, लेड) आनुवंशिक सामग्री (डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड साइट) के बैक्टीरियोफेज द्वारा एक जीवाणु (दाता) से दूसरे (प्राप्तकर्ता) में स्थानांतरण; जीवाणु के जीनोटाइप में परिवर्तन की ओर जाता है ... ... चिकित्सा विश्वकोश

पाठ्यपुस्तक में सात भाग होते हैं। भाग एक - "सामान्य सूक्ष्म जीव विज्ञान" - में बैक्टीरिया के आकारिकी और शरीर विज्ञान के बारे में जानकारी शामिल है। भाग दो बैक्टीरिया के आनुवंशिकी के लिए समर्पित है। तीसरा भाग - "जीवमंडल का माइक्रोफ्लोरा" - पर्यावरण के माइक्रोफ्लोरा, प्रकृति में पदार्थों के चक्र में इसकी भूमिका, साथ ही साथ मानव माइक्रोफ्लोरा और इसके महत्व पर विचार करता है। भाग चार - "संक्रमण का सिद्धांत" - सूक्ष्मजीवों के रोगजनक गुणों के लिए समर्पित है, उनकी भूमिका संक्रामक प्रक्रियाऔर इसमें एंटीबायोटिक दवाओं और उनकी क्रिया के तंत्र के बारे में जानकारी भी शामिल है। भाग पांच - "द डॉक्ट्रिन ऑफ इम्युनिटी" - में प्रतिरक्षा के बारे में आधुनिक विचार हैं। छठा भाग - "वायरस और उनके कारण होने वाली बीमारियाँ" - वायरस के मुख्य जैविक गुणों और उनके कारण होने वाली बीमारियों के बारे में जानकारी प्रदान करता है। भाग सात - "निजी चिकित्सा सूक्ष्म जीव विज्ञान" - में कई के रोगजनकों के आकारिकी, शरीर विज्ञान, रोगजनक गुणों के बारे में जानकारी शामिल है संक्रामक रोग, साथ ही के बारे में आधुनिक तरीकेउनका निदान, विशिष्ट रोकथामऔर चिकित्सा।

पाठ्यपुस्तक छात्रों, स्नातक छात्रों और उच्च चिकित्सा शिक्षण संस्थानों के शिक्षकों, विश्वविद्यालयों, सभी विशिष्टताओं के सूक्ष्म जीवविज्ञानी और चिकित्सकों के लिए अभिप्रेत है।

5 वां संस्करण, संशोधित और विस्तारित

पुस्तक:

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यह इस मामले में गैर-विशिष्ट से भिन्न होता है, इस मामले में, ट्रांसड्यूसिंग फेज हमेशा केवल कुछ जीन ले जाते हैं, अर्थात्, जो कि लाइसोजेनिक सेल के गुणसूत्र पर attL के बाईं ओर या attR के दाईं ओर स्थित होते हैं। विशिष्ट पारगमन हमेशा मेजबान कोशिका के गुणसूत्र में समशीतोष्ण चरण के एकीकरण से जुड़ा होता है। गुणसूत्र से निकलते समय (बहिष्करण), प्रोफ़ेज जीन को बाएं या दाएं फ्लैंक से पकड़ सकता है, उदाहरण के लिए, गैल या बायो। लेकिन इस मामले में, इसे विपरीत छोर से अपने डीएनए के समान आकार को खोना चाहिए, ताकि इसकी कुल लंबाई अपरिवर्तित रहे (अन्यथा इसे फेज हेड में पैक नहीं किया जा सकता)। इसलिए, बहिष्करण के इस रूप के साथ, दोषपूर्ण फेज बनते हैं: ?dgal या ?dbio।

विशिष्ट पारगमन पर ई कोलाईन केवल लैम्ब्डा फेज, बल्कि संबंधित लैम्बडॉइड और अन्य फेज भी करता है। गुणसूत्र पर एटीबी साइटों के स्थान के आधार पर, जब उन्हें बाहर रखा जाता है, तो वे विभिन्न प्रोफ़ेज-जुड़े जीवाणु जीन को चालू कर सकते हैं और उन्हें अन्य कोशिकाओं में स्थानांतरित कर सकते हैं। जीनोम में शामिल सामग्री फेज की आनुवंशिक सामग्री के 1/3 तक की जगह ले सकती है।

ट्रांसड्यूसिंग फेज, प्राप्तकर्ता कोशिका के संक्रमण के मामले में, अपने गुणसूत्र में एकीकृत हो जाता है और इसमें एक नया जीन (नया लक्षण) पेश करता है, न केवल लाइसोजेनाइजेशन की मध्यस्थता करता है, बल्कि लाइसोजेनिक रूपांतरण भी करता है।

इस प्रकार, यदि गैर-विशिष्ट पारगमन के दौरान फेज आनुवंशिक सामग्री का केवल एक निष्क्रिय वाहक है, तो विशिष्ट पारगमन के दौरान, फेज इस सामग्री को अपने जीनोम में शामिल करता है और प्राप्तकर्ता को लाइसोजेनाइजिंग बैक्टीरिया को स्थानांतरित करता है। हालांकि, लाइसोजेनिक रूपांतरण तब भी हो सकता है जब समशीतोष्ण फेज जीनोम में अपने स्वयं के जीन होते हैं जो कोशिका में अनुपस्थित होते हैं लेकिन आवश्यक प्रोटीन के संश्लेषण के लिए जिम्मेदार होते हैं। उदाहरण के लिए, केवल डिप्थीरिया के रोगजनकों में एक्सोटॉक्सिन उत्पन्न करने की क्षमता होती है, जिसमें गुणसूत्र में टॉक्स ऑपेरॉन को ले जाने वाला एक मध्यम प्रोफ़ेज एकीकृत होता है। यह डिप्थीरिया विष के संश्लेषण के लिए जिम्मेदार है। दूसरे शब्दों में, समशीतोष्ण विष फेज गैर-विषैले डिप्थीरिया बेसिलस को विषाक्त करने के लिए लाइसोजेनिक रूपांतरण का कारण बनता है।

अग्र परत विधि इस प्रकार है। सबसे पहले, डिश में पोषक तत्व अगर की एक परत डाली जाती है। जमने के बाद, 0.7% अगर का 2 मिली, पिघलाकर 45 डिग्री सेल्सियस तक ठंडा किया जाता है, इस परत में मिलाया जाता है, जिसमें पहले केंद्रित जीवाणु निलंबन की एक बूंद और फेज निलंबन की एक निश्चित मात्रा डाली जाती है। शीर्ष परत के सख्त होने के बाद, कप को थर्मोस्टेट में रखा जाता है। अगर की नरम परत के अंदर बैक्टीरिया गुणा करते हैं, एक निरंतर अपारदर्शी पृष्ठभूमि बनाते हैं जिसके खिलाफ फेज कॉलोनियां बाँझ धब्बों के रूप में स्पष्ट रूप से दिखाई देती हैं (चित्र। 84, 2)। प्रत्येक कॉलोनी एक पैरेंट फेज विरिअन के गुणन से बनती है। इस पद्धति के अनुप्रयोग की अनुमति देता है: क) कॉलोनियों की गणना करके, किसी दिए गए सामग्री में व्यवहार्य फेज वायरियन की संख्या को सटीक रूप से निर्धारित करने के लिए;

बी) द्वारा विशेषताएँ(आकार, पारदर्शिता, आदि) चरणों में वंशानुगत परिवर्तनशीलता का अध्ययन करने के लिए।

बैक्टीरिया पर उनकी कार्रवाई के स्पेक्ट्रम के अनुसार, चरणों को विभाजित किया जाता है बहुसंयोजक(लाइस से संबंधित बैक्टीरिया, उदाहरण के लिए, पॉलीवलेंट साल्मोनेला फेज लगभग सभी साल्मोनेला को नष्ट कर देता है), मोनोफेज(वे केवल एक प्रजाति के जीवाणुओं को नष्ट करते हैं, उदाहरण के लिए, वी-आई फेज केवल टाइफाइड बुखार के प्रेरक कारक हैं) और विशेष प्रकार केफेज जो एक प्रजाति के भीतर बैक्टीरिया के अलग-अलग रूपों का चयन करते हैं। इस तरह के चरणों की मदद से, एक प्रजाति के भीतर बैक्टीरिया का सबसे सूक्ष्म भेदभाव किया जाता है, उनके विभाजन के साथ फेज वेरिएंट में। उदाहरण के लिए, Vi-II फेज के एक सेट का उपयोग करके, टाइफाइड के प्रेरक एजेंट को 100 से अधिक फेज वेरिएंट में विभाजित किया जाता है। चूंकि बैक्टीरिया की फेज के प्रति संवेदनशीलता एक अपेक्षाकृत स्थिर विशेषता है जो संबंधित रिसेप्टर्स की उपस्थिति से जुड़ी होती है, फेज टाइपिंग महान नैदानिक और महामारी विज्ञान महत्व का है।

चावल। 84. परीक्षण सामग्री में बैक्टीरियोफेज का पता लगाना:

1 - स्पॉट टेस्ट; 2 - ग्राज़िया के अनुसार अनुमापन

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परिवर्तन

परिवर्तन एक कोशिका से दूसरी कोशिका में शुद्ध डीएनए का स्थानांतरण है। 1928 में न्यूमोकोकी के प्रयोगों में जीवाणुविज्ञानी एफ। ग्रिफिथ्स द्वारा परिवर्तन की खोज की गई थी। न्यूमोकोकी में, दो प्रकार के उपभेदों को जाना जाता है: एस- और आर-फॉर्म।

एस-फॉर्म को पॉलीसेकेराइड कैप्सूल की उपस्थिति की विशेषता है, जिसके कारण, कृत्रिम खेती के दौरान, यह चिकनी, चमकदार कालोनियों का निर्माण करता है; यह रूप चूहों के लिए रोगजनक है। आर-फॉर्म में कैप्सूल नहीं होता है, कृत्रिम खेती के दौरान, यह किसी न किसी कालोनियों का निर्माण करता है; यह रूप चूहों के लिए गैर-रोगजनक है। लेकिन अगर चूहों को एक ही समय में मारे गए एस-कोशिकाओं और जीवित आर-कोशिकाओं के साथ इंजेक्शन लगाया जाता है, तो चूहे मर जाते हैं। इसलिए, एक नस्ल के आनुवंशिक गुण दूसरे तनाव के आनुवंशिक गुणों को प्रभावित करते हैं।

1944 में, O. Avery, K. McLeod और M. McCarthy ने साबित किया कि कोशिकाओं के वंशानुगत गुणों में परिवर्तन डीएनए स्थानांतरण से जुड़े हैं।

किसी कोशिका की रूपांतरित करने की क्षमता उसकी विशेष अवस्था में संभव होती है, जिसे सक्षमता कहते हैं। सक्षम कोशिकाओं में, कोशिका भित्ति और प्लाज़्मालेम्मा की संरचना बदल जाती है: दीवार झरझरा हो जाती है, प्लाज़्मालेम्मा कई आक्रमण बनाता है, और बाहरी सतह पर विशेष एंटीजन दिखाई देते हैं - क्षमता कारक (विशेष रूप से, कम आणविक भार वाले विशिष्ट प्रोटीन)।

प्राकृतिक परिस्थितियों में, प्रोकैरियोट्स की मृत्यु (लिसिस) के दौरान बाह्य शुद्ध डीएनए बनता है।

एक नियम के रूप में, परिवर्तन प्रोकैरियोट्स की एक प्रजाति के भीतर होता है, लेकिन समरूप जीन की उपस्थिति में, अंतर-विशिष्ट परिवर्तन भी देखा जाता है।

परिवर्तन प्रक्रिया में निम्नलिखित चरण शामिल हैं:

1. प्राप्तकर्ता सेल की सतह पर डबल-स्ट्रैंडेड डीएनए को रिसेप्टर्स में बदलने का अनुलग्नक।

2. डबल-फंसे डीएनए का एकल-फंसे में परिवर्तन।

3. कोशिका में एकल-फंसे डीएनए का प्रवेश।

4. डीएनए को प्राप्तकर्ता के गुणसूत्र में बदलने और आनुवंशिक सामग्री के पुनर्संयोजन का एकीकरण।

ट्रांसफॉर्मिंग डीएनए की लंबाई 500 से 200 हजार बीपी तक होनी चाहिए। डीएनए स्ट्रैंड में से एक के क्षरण के दौरान जारी ऊर्जा का उपयोग शेष स्ट्रैंड को सक्रिय रूप से सेल में ले जाने के लिए किया जाता है।

परिवर्तन के पहले तीन चरण डीएनए की न्यूक्लियोटाइड संरचना पर निर्भर नहीं करते हैं। हालांकि, प्राप्तकर्ता के गुणसूत्र में परिवर्तित डीएनए के एकीकरण की प्रक्रिया अधिक होने की संभावना है यदि यह डीएनए प्राप्तकर्ता के डीएनए के लिए अत्यधिक समरूप है।

परिवर्तन प्रक्रिया को आरेख में दिखाया गया है। प्रत्येक रेखा खंड डीएनए के एक स्ट्रैंड से मेल खाता है। ट्रांसफॉर्मिंग डीएनए को काले रंग में और प्राप्तकर्ता सेल के डीएनए को ग्रे में दिखाया गया है।

पहले चरण में, ट्रांसफॉर्मिंग डीएनए प्राप्तकर्ता सेल की सतह पर रिसेप्टर साइटों से जुड़ जाता है।

दूसरे चरण में, कोशिका की सतह पर डबल-स्ट्रैंडेड डीएनए बैक्टीरिया के न्यूक्लियस द्वारा एक स्ट्रैंड के दरार के कारण सिंगल-स्ट्रैंडेड डीएनए में बदल जाता है।

तीसरे चरण में, शेष डीएनए स्ट्रैंड को झिल्ली के पार साइटोप्लाज्म में ले जाया जाता है। इस मामले में, पूरक श्रृंखला के क्षरण के दौरान जारी ऊर्जा का उपयोग किया जाता है।

एक जीवाणु गुणसूत्र की प्रतिकृति के दौरान, रूपांतरित डीएनए स्ट्रैंड प्राप्तकर्ता कोशिका के एक समरूप (आंशिक रूप से पूरक) डीएनए क्षेत्र से जुड़ा होता है। इस मामले में, पूर्ण संपूरकता की कमी के कारण, एक हेटेरोडुप्लेक्स ("आणविक विषमयुग्मजी") बनता है - डबल-फंसे डीएनए का एक खंड, जिस पर सभी न्यूक्लियोटाइड जोड़े में नाइट्रोजनस आधार हाइड्रोजन बांड द्वारा जुड़े नहीं होते हैं। शेष डीएनए सामान्य रूप से प्रतिकृति करता है।

डीएनए प्रतिकृति की समाप्ति के बाद, प्राप्तकर्ता कोशिका दो कोशिकाओं के निर्माण के साथ विभाजित होती है: एक आंशिक रूप से रूपांतरित कोशिका जिसमें एक गुणसूत्र के साथ एक हेटेरोडुप्लेक्स डीएनए क्षेत्र और एक अपरिवर्तित कोशिका शामिल है। आंशिक रूप से रूपांतरित कोशिका में डीएनए प्रतिकृति के दौरान, दोनों डीएनए स्ट्रैंड पर पूरक श्रृंखलाएं पूरी होती हैं। एक श्रृंखला मूल न्यूक्लियोटाइड अनुक्रमों को बरकरार रखती है, जबकि दूसरी पूरी तरह से रूपांतरित हो जाती है। आंशिक रूप से रूपांतरित कोशिका के विभाजन के बाद, एक गैर-रूपांतरित कोशिका और एक पूरी तरह से रूपांतरित कोशिका बनती है, जिसमें मूल न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम को रूपांतरित डीएनए के न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम से बदल दिया जाता है।

इस प्रकार, परिवर्तन में नए जीनों को जोड़ना शामिल नहीं है, लेकिन प्राप्तकर्ता जीनों को समरूप न्यूक्लियोटाइड अनुक्रमों के साथ बदलना शामिल है।

प्रोकैरियोट्स में परिवर्तन की आवृत्ति, परिवर्तनशील डीएनए के गुणों पर, इसकी सांद्रता पर, प्राप्तकर्ता कोशिका की स्थिति पर और बैक्टीरिया के प्रकार पर निर्भर करती है। रूपांतरित कोशिकाओं की अधिकतम आवृत्ति प्रति 100 कोशिकाओं में 1 से अधिक नहीं होती है।

परिवर्तन यूकेरियोट्स के लिए भी जाना जाता है। हालांकि, यूकेरियोटिक कोशिकाओं की सतह पर कोई रिसेप्टर साइट नहीं हैं, और रूपांतरित डीएनए को कृत्रिम रूप से कोशिकाओं में पेश किया जाता है। उदाहरण के लिए, डीएनए को जानवरों के अंडों में प्रत्यक्ष माइक्रोइंजेक्शन द्वारा और पौधे के अंडों में माइक्रोइंजेक्शन द्वारा पराग ट्यूब में इंजेक्ट किया जाता है।

पारगमन एक दाता कोशिका से एक प्राप्तकर्ता कोशिका में वायरस द्वारा आनुवंशिक सामग्री का स्थानांतरण है।

पारगमन की घटना की खोज 1951 में एन. जिंदर (जे. लेडरबर्ग के एक छात्र) ने की थी।

पारगमन के दौरान, मेजबान कोशिका का डीएनए विषाणुओं में प्रवेश करता है। विषाणु अन्य कोशिकाओं को संक्रमित करते हैं, और मूल जीवाणु कोशिका का डीएनए अन्य जीवाणु कोशिका में प्रवेश करता है। वायरल डीएनए जीवाणु गुणसूत्र में एकीकृत हो जाता है, और पेश किया गया जीवाणु डीएनए जीवाणु गुणसूत्र के डीएनए के साथ पुनर्संयोजन करता है। नतीजतन, 50% कोशिकाएं रूपांतरित हो जाती हैं।

सामान्य (गैर-विशिष्ट), सीमित (विशिष्ट) और गर्भपात पारगमन हैं।

सामान्य पारगमन

कुल पारगमन में, एक दाता से जीवाणु डीएनए अंशों को फेज डीएनए के साथ या इसके बजाय एक परिपक्व फेज कण में बेतरतीब ढंग से शामिल किया जाता है। जीवाणु डीएनए के टुकड़े तब बनते हैं जब इसे फेज द्वारा नियंत्रित एंजाइम द्वारा काटा जाता है। एक फेज कण में 100 जीवाणु जीन शामिल हो सकते हैं।

सीमित पारगमन

सीमित पारगमन के साथ, पुनर्संयोजन होता है - जीवाणु डीएनए फेज डीएनए के हिस्से को बदल देता है। पुनः संयोजक डीएनए में जीवाणु गुणसूत्र में एकीकृत फेज डीएनए से सटे जीवाणु जीन की एक छोटी संख्या होती है।

कुल और सीमित पारगमन के साथ, दाता डीएनए प्राप्तकर्ता के डीएनए के समजातीय क्षेत्रों को बदल देता है। यह प्रक्रिया परिवर्तन के समान है।

गर्भपात पारगमन निरर्थक और विशिष्ट दोनों हो सकता है। इसका सार इस तथ्य में निहित है कि फेज द्वारा ट्रांसड्यूस किया गया डीएनए टुकड़ा प्राप्तकर्ता के गुणसूत्र में शामिल नहीं है, लेकिन एक साइटोप्लाज्मिक प्रतिकृति के रूप में मौजूद है। जल्दी या बाद में, यह प्रतिकृति खो जाती है।

यूकेरियोट्स में जीन स्थानांतरण में वायरस द्वारा पारगमन की घटना का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। यदि एक वायरस का उपयोग किया जाता है जो कैप्सिड बनाने में असमर्थ है (अर्थात, यह केवल डीएनए के रूप में मौजूद है), तो ट्रांसडक्शन मौलिक रूप से परिवर्तन से या प्लास्मिड वैक्टर का उपयोग करके आनुवंशिक सामग्री के संयुग्मन हस्तांतरण से अलग नहीं है। वेक्टर सिस्टम संशोधित SV40 वायरस (वे एक सेल में 100 हजार प्रतियां बनाते हैं), हर्पीज, वैक्सीनिया और फूलगोभी मोज़ेक वायरस के आधार पर बनाए गए हैं।

इस बात पर फिर से जोर दिया जाना चाहिए कि सभी वर्णित प्रकार के पुनर्संयोजन नए डीएनए खंडों को जोड़ने से नहीं जुड़े हैं, बल्कि मौजूदा न्यूक्लियोटाइड अनुक्रमों के प्रतिस्थापन के साथ हैं। ट्रांसफॉर्मिंग और मूल डीएनए के बीच होमोलॉजी की डिग्री जितनी अधिक होगी, सफल पुनर्संयोजन की संभावना उतनी ही अधिक होगी। सबसे आसान तरीका सभी जीवों में मौजूद एंजाइमों का पुनर्संयोजन है। जीनोम में उच्च विशिष्टता वाले नए नियामकों को पेश करना अधिक कठिन है। इसलिए, जीनोम में नए जीन को पेश करने के लिए, डीएनए के जैव रासायनिक संशोधनों से जुड़े अधिक जटिल तरीकों का उपयोग किया जाता है।

ट्रांसडक्शन एक बैक्टीरियोफेज द्वारा आनुवंशिक सामग्री का एक जीवाणु कोशिका से दूसरे में स्थानांतरण है। ट्रांसडक्शन की खोज 1952 में एन. जिंदर और ई. लेडरबर्ग ने साल्मोनेला टाइफिम्यूरियम के दो ऑक्सोट्रोफिक म्यूटेंट पर की थी। प्रयोग एक ग्लास अल्ट्राथिन झरझरा फिल्टर द्वारा अलग (/-आकार की ट्यूब में किया गया था। इसके एक हिस्से में हिस्टिडाइन-आश्रित स्ट्रेन 2A रखा गया था, दूसरे में ट्रिप्टोफैन-डिपेंडेंट स्ट्रेन 22A रखा गया था। कुछ समय बाद, प्रोटोट्रॉफ़्स सिंथेसाइज़िंग ट्रिप्टोफैन स्ट्रेन 22A की संस्कृति में दिखाई दिया। यह पाया गया कि स्ट्रेन 22A में एक फेज (P22) होता है जो स्ट्रेन 2A की कोशिकाओं को नष्ट करने में सक्षम होता है। एक ग्लास फिल्टर के माध्यम से प्रवेश करते हुए, P22 फेज स्ट्रेन 2A की कोशिकाओं को ले जाता है। इसलिए, जब कल्चर 22A था एक ऐसे माध्यम पर बोया गया जिसमें ट्रिप्टोफैन नहीं था, इस संस्कृति का विकास दिखाई दिया।
मूल्य (फिल्टर छिद्रों के आकार के अनुसार), अवसादन की दर और इस फ़िल्टरिंग एजेंट की गर्मी की संवेदनशीलता के अध्ययन से पता चला है कि यह P22 फेज के समान है। इसके आधार पर, यह निष्कर्ष निकाला गया कि 22A संस्कृति में निहित फेज फिल्टर से होकर गुजरा, 2A स्ट्रेन की संक्रमित कोशिकाएं जो इसके प्रति संवेदनशील थीं, और, प्रजनन के दौरान, इसके जीनोम में इस स्ट्रेन के बैक्टीरियल क्रोमोसोम का एक टुकड़ा शामिल किया। . लाइसेड कोशिकाओं से मुक्त होने के बाद, फेज वापस ट्यूब के घुटने में चला गया, जहां 22A स्ट्रेन की कोशिकाएं थीं। जब इन कोशिकाओं को संक्रमित किया गया था, तो फेज ने उन्हें तनाव 2 ए कोशिकाओं के गुणसूत्र का एक टुकड़ा स्थानांतरित कर दिया, जो ट्रिप्टोफैन से स्वतंत्र थे। तनाव 22A कोशिकाओं के गुणसूत्र में इस टुकड़े के एकीकरण के परिणामस्वरूप, प्रोटोट्रॉफिक पुनः संयोजक का गठन किया गया था। स्ट्रेन 2A की संस्कृति में, प्रोटोट्रॉफ़्स प्रकट नहीं हुए, क्योंकि कोशिकाओं को लाइस किया गया था।
फेज कोशिका के विभिन्न गुणों के लिए जिम्मेदार जीन ले जा सकता है: एंटीबायोटिक दवाओं का प्रतिरोध, विष निर्माण, प्रोटोट्रॉफी। पारगमन के दौरान, साथ ही परिवर्तन के दौरान, डीएनए के केवल छोटे टुकड़े स्थानांतरित होते हैं - जीवाणु गुणसूत्र की लंबाई के 1/100 से अधिक नहीं।
केवल कुछ समशीतोष्ण चरणों में ट्रांसड्यूसिंग गुण होते हैं, अर्थात्, ऐसे चरण जो अपने जीनोम के हिस्से के रूप में जीवाणु गुणसूत्र के एक टुकड़े को ले जाते हैं। ये फेज दोषपूर्ण हैं: इनमें अपने स्वयं के जीन का पूरा सेट नहीं होता है। उनके कुछ जीन बैक्टीरियल क्रोमोसोम (लिए गए क्रोमोसोम जीन के बजाय) में रहते हैं।
तीन प्रकार के पारगमन हैं: सामान्य या गैर-विशिष्ट, विशिष्ट और गर्भपात।
पारगमन का प्रकार ट्रांसड्यूसिंग चरणों के गठन की शर्तों से निर्धारित होता है।
सामान्य पारगमन फेज द्वारा किया जाता है जो कि लाइटिक चक्र के दौरान बनते हैं। फेज के इंट्रासेल्युलर प्रजनन के दौरान, जीवाणु गुणसूत्र नष्ट हो जाता है और इसके व्यक्तिगत यादृच्छिक टुकड़े परिपक्व होने वाले फेज कणों में शामिल हो जाते हैं। शामिल टुकड़े का आकार फेज हेड की क्षमता से निर्धारित होता है। उदाहरण के लिए, ट्रांसड्यूसिंग P1 फेज में ई. कोलाई क्रोमोसोम का 2.3%, P22 फेज शामिल है, जिसका जीनोम P1 से 2.3 गुना छोटा है (इसलिए, सिर की क्षमता भी छोटी है), इसमें साल्मोनेला क्रोमोसोम का 1% शामिल है। व्यक्तिगत ट्रांसड्यूसिंग चरणों में, उनके सभी डीएनए को जीवाणु डीएनए से बदला जा सकता है। इसलिए, ऐसे फेज किसी भी गुणसूत्र जीन को ले जा सकते हैं और प्राप्तकर्ता के गुणसूत्र के किसी भी हिस्से में शामिल हो सकते हैं। ऐसे पारगमन प्रदान करने वाले चरण ऐसे जीन ले जा सकते हैं जो बैक्टीरिया की पोषण संबंधी आवश्यकताओं, एंजाइमी गुणों, प्रतिरोध को नियंत्रित करते हैं दवाई, सीरोलॉजिकल और वायरल गुण, यानी डोनर सेल के कोई भी गुण।
लाइसोजेनिक बैक्टीरिया (उदाहरण के लिए, उन्हें यूवी के साथ विकिरण करके) या गुणसूत्र से प्रोफ़ेज की सहज रिहाई के परिणामस्वरूप गठित चरणों द्वारा विशिष्ट पारगमन किया जाता है। सामान्य मामलों में, उभरते हुए चरण, जब गुणसूत्र से बाहर रखा जाता है, तो इसके जीनोम में गुणसूत्र के केवल एक नजदीकी खंड को शामिल किया जा सकता है, इसके जीनोम का एक हिस्सा गुणसूत्र में छोड़ देता है। सामान्य पारगमन चरणों के विपरीत, जिनके जीनोम में जीवाणु डीएनए का प्रभुत्व होता है, विशिष्ट पारगमन चरणों में, जीनोम का मुख्य भाग फेज डीएनए होता है। संवेदनशील जीवाणुओं के लाइसोजेनाइजेशन के दौरान, विशिष्ट पारगमन का फेज जीनोम केवल जीवाणु गुणसूत्र के कुछ क्षेत्रों से जुड़ा होता है, अर्थात, गुणसूत्र पर फेज का लगाव का एक विशिष्ट बिंदु होता है। इसलिए, जब जारी किया जाता है, तो ऐसा फेज जीवाणु गुणसूत्र के केवल पास के कड़ाई से परिभाषित क्षेत्र को पकड़ लेता है और इसे प्राप्तकर्ता कोशिका में स्थानांतरित कर देता है। विशिष्ट पारगमन के लिए यह क्षमता ई। कोलाई फेज एक्स में स्थापित की गई थी, जो सेल लाइसोजेनाइजेशन के दौरान, हमेशा जीन के बगल में जीवाणु गुणसूत्र पर तय होती है जो गैलेक्टोज किण्वन (गैलेक्टोकिनेज और गैलेक्टोसिलट्रांसफेरेज) को नियंत्रित करती है और उन्हें प्राप्तकर्ता सेल गैल- में ट्रांसड्यूस करती है। विशिष्ट पारगमन के साथ, प्राप्तकर्ता कोशिका को कड़ाई से परिभाषित जीन प्राप्त होते हैं।
गर्भपात पारगमन उसी तरह से होता है जैसे कि गैर-विशिष्ट पारगमन, लेकिन प्राप्तकर्ता कोशिका में फेज द्वारा पेश किया गया दाता गुणसूत्र टुकड़ा गुणसूत्र में शामिल नहीं होता है और प्रतिकृति नहीं करता है, लेकिन कोशिका के कोशिका द्रव्य में स्थित होता है। कोशिका विभाजन के दौरान यह टुकड़ा केवल एक बेटी कोशिका को स्थानांतरित किया जाता है, और केवल इस कोशिका में दाता कोशिका के पेश किए गए जीन द्वारा नियंत्रित एक नई संपत्ति होती है।
पारगमन को चरण रूपांतरण से अलग किया जाना चाहिए। किसी भी प्रकार के पारगमन के दौरान, परिवर्तन केवल उन फेज-संक्रमित कोशिकाओं में होते हैं जिनमें डोनर बैक्टीरिया के डीएनए को पेश किया गया था, यानी, जो ट्रांसड्यूसिंग फेज से संक्रमित थे। यह बैक्टीरिया की आबादी का एक बहुत ही कम मात्रा में है। ट्रांसड्यूसिंग फेज के कारण होने वाले परिवर्तन बहुत लगातार होते हैं, संतानों को दिए जाते हैं, और तब भी बने रहते हैं जब सेल फेज खो देता है।
फेज, और लाइसोजेनिक, रूपांतरण एक समशीतोष्ण चरण के साथ सेल के संक्रमण के कारण फेनोटाइप (सेल गुण) में परिवर्तन होते हैं। यहां परिवर्तन फेज के जीन के कारण होते हैं। वे सीधे एक व्यक्तिगत टुकड़े के संश्लेषण को नियंत्रित कर सकते हैं या, बैक्टीरिया के साथ बातचीत करके, सेल फेनोटाइप में बदलाव ला सकते हैं। सबसे अधिक बार, फेज रूपांतरण एंजाइमों के संश्लेषण या गतिविधि को प्रभावित करता है जो सेलुलर घटकों के गठन को नियंत्रित करते हैं, जो कॉलोनी आकारिकी में परिवर्तन के साथ होता है। इस प्रकार, माइकोबैक्टीरिया के खुरदुरे उपभेदों के लाइसोजेनाइजेशन से चिकनी कॉलोनियों का निर्माण होता है। फेज से संक्रमित सभी कोशिकाओं द्वारा परिवर्तन का अनुभव किया जाता है (ट्रांसडक्शन के दौरान एकल)। फेज रूपांतरण के दौरान, बैक्टीरियल फेनोटाइप में परिवर्तन तब तक बना रहता है जब तक फेज कोशिका में मौजूद रहता है।

विशिष्ट पारगमन

बी) चरणों में वंशानुगत परिवर्तनशीलता का अध्ययन करने के लिए विशिष्ट विशेषताओं (आकार, पारदर्शिता, आदि) द्वारा।

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