Үндсэн ялгаа – Ерөнхий болон тусгай дамжуулалт
Трансдукц гэдэг нь бактериофагийн тусламжтайгаар нэг нянгаас нөгөө нянгийн ДНХ-г шилжүүлэх механизм юм. Бактериофаг нь нян дотор халдварлаж, үрждэг вирус юм. Энэ нь бактерийн эсийн хананд наалдаж, түүний ДНХ-ийг нян руу тарих чадвартай. Бактерийн дотор вирусын ДНХ нь үржиж, шинэ олон бактериофаг үүсгэхийн тулд шаардлагатай бүрэлдэхүүн хэсгүүд, ферментүүдийг үүсгэдэг. Энэ процессын явцад нянгийн ДНХ хэсэг хэсгээрээ задарч, вирусын геномтой эсвэл вирусын ДНХ бактерийн ДНХ-тэй шууд нэгддэг. Шинэ бактериофагууд нь дотроо бактерийн ДНХ-г агуулдаг. Эдгээр бактериофагууд өөр нянгаар халдварлах үед бактерийн ДНХ холилдох болно. Трансдукц нь бактериофагийн төрлөөс хамааран литик мөчлөг эсвэл лизогений циклээр явагдана. Иймээс ерөнхий дамжуулалт ба тусгай дамжуулалт гэсэн хоёр төрлийн дамжуулалт байдаг. Ерөнхий болон төрөлжсөн трансдукцын гол ялгаа нь ерөнхий дамжуулалтыг хоруу чанар бүхий бактериофагуудын тусламжтайгаар гүйцэтгэдэг бөгөөд шинэ бактериофаг ялгарах үед бактерийн эсүүд задарч, тусгай дамжуулалтыг нянгийн эс задалдаггүй дунд зэргийн бактериофагууд гүйцэтгэдэг бөгөөд вирусын ДНХ нь бактеритай нэгддэг. ДНХ ба бактерийн доторх зөгнөлийн үе шатанд хэд хэдэн үеийн турш амьд үлддэг.
Ерөнхий дамжуулалт гэж юу вэ?
Бактериофаг нь хоруу чанартай, дунд зэрэг хоёр төрөлтэй. Хорт бактериофаг нь эзэн бактерийг устгах чадвартай. Тэд үргэлж литик амьдралын мөчлөгт ордог бөгөөд энэ нь эзэн бактерийн үхэлд хүргэдэг. Хоёр дахь халдварын үед хоруу чанар бүхий бактериофагаар нянгийн халдвар, бактерийн ДНХ-ийг өөр нян руу шилжүүлэхийг ерөнхий дамжуулалт гэж нэрлэдэг. Иймээс ерөнхий дамжуулалтыг бактериофагийн задралын мөчлөгийн үед хоруу чанар бүхий бактериофагийн тусламжтайгаар нэг нянгаас нөгөө нян руу бактерийн ДНХ шилжүүлэх гэж тодорхойлж болно. Бактерийн ДНХ шилжүүлэг нь шинэ фагуудад генетикийн материалын савлагааны алдаанаас болж үүсдэг. Шинээр хуулбарласан вирусын ДНХ-ийг шинэ фагуудад савлах нь үнэнч чанар багатай байгааг харуулж байна. Тиймээс генетикийн материалыг савлах явцад бактерийн ДНХ-ийн жижиг хэсгүүд эсвэл вирусын ДНХ-тэй дахин нэгтгэсэн бактерийн ДНХ-ийг фагуудад буруу оруулж болно. Хэрэв нянгийн ДНХ-ийг вирусын капсид дотор санамсаргүй байдлаар оруулбал хоёр дахь халдвар нь энэ ДНХ-г өөр бактери руу нэвтрүүлдэг. Иймээс хоёр бактерийн хооронд дамжуулалт амжилттай явагдана.
Халдвар авсны дараа хоруу чанар бүхий фагууд бактерийн эсийн механизмыг удирдаж, өөрийн ДНХ-ийг хуулбарлах чадвартай. Вирус нь мөн нянгийн хромосомыг жижиг хэсгүүдэд задлах чадвартай болж, бактерийн эсийн ханыг гэнэт тасалдуулж, угсарсан фагийг ялгаруулж, эсийн үхэлд хүргэдэг.
Ерөнхий шилжүүлгийн процесс
Ерөнхий дамжуулалт нь богино хугацаанд бактери үхдэг хурдан үйл явц юм. Бактериофаг нь бактерийн ДНХ-г хэсэгчлэн задалж, бактерийн эсийг устгах чадвартай. Ерөнхий дамжуулалтын үе шатуудыг дараах байдлаар нэгтгэн дүгнэж болно.
- Хортой (литик) бактериофаг нь нянгаар халдварладаг.
- Фагын геном нь бактерийн эсэд ордог.
- Вирус нь өөрийн ДНХ болон бусад шаардлагатай бүрэлдэхүүн хэсгүүд, ферментүүдийг бий болгох бактерийн бодисын солилцооны механизмыг удирддаг.
- Бактерийн ДНХ гидролиз болж жижиг хэсгүүдэд хуваагдана.
- Генетик материал шинэ фагуудын дотор хуримтлагддаг. Заримдаа нянгийн ДНХ-ийн хэлтэрхийнүүд шинэ фагийн капсидуудад хуримтлагддаг
- Бактерийн эсүүд задарч, шинэ фагуудыг ялгаруулдаг.
- Өөрчлөгдсөн фаг өөр нянгаар халдварлах үед өмнөх бактерийн ДНХ нь шинэ нянг үүсгэнэ.
Зураг 01: Ерөнхий дамжуулалтын процесс
Мэргэшсэн дамжуулалт гэж юу вэ?
Дулаан үеийн бактериофагууд нь лизогенийн амьдралын мөчлөгийг харуулдаг. Эдгээр нь нянгийн ДНХ-ийн фрагментийг алдааны улмаас нэг нянгаас нөгөө нян руу шилжүүлэх тусгай дамжуулалтын процесст оролцдог. Иймээс тусгай трансдукцийг дунд зэргийн бактериофагуудаар донор бактерийн ДНХ-ийг өөр нян руу шилжүүлэх гэж тодорхойлж болно. Дунд зэргийн фагууд бактерийг халдварлавал вирусын ДНХ-г бактерийн хромосомд нэгтгэж, бактерийн геномоос ялгарахгүйгээр хэд хэдэн нянгийн үе шатанд үлддэг. Бактерийн геномын нөхөн үржихүйн явцад вирусын ДНХ нь репликацид өртөж, шинэ бактерийн эсүүдэд нэвтэрч, амьд үлддэг. Гэсэн хэдий ч профагуудыг тодорхой хүчин зүйлээр өдөөдөг бол вирусын ДНХ нь бактерийн хромосомоос салдаг. Заримдаа энэ салалтын үед бактерийн хромосомын хэсгүүд салж, зөгнөлт ДНХ-д наалддаг. Индукцийн улмаас фагууд дараа нь литик мөчлөгт ордог. Вирусын геном нь хавсаргасан бактерийн ДНХ-ээр хуулбарлаж, шинэ капсид дотор савлаж, шинэ фагуудыг үүсгэдэг. Шинэ фагууд нь нянгийн эсийг задрах замаар ялгаруулдаг. Шинэ фаг өөр нянгаар халдварлах үед бактерийн ДНХ түүн рүү шилждэг.
Мэргэшсэн хувиргах процесс
Мэргэшсэн дамжуулалтын үе шатуудыг дараах байдлаар нэгтгэн дүгнэж болно.
- Хүнд зэргийн бактериофаг нь нянгаар халдварладаг.
- Вирусын ДНХ нь бактерийн хромосомтой нэгдэж, урьдчилан сэргийлэх үе шат болно
- Вирусын ДНХ нь нянгийн дотор хэдэн үеийн турш үлддэг
- Аяндаа үүсэх үед вирусын ДНХ бактерийн хромосомын ДНХ-г салгадаг.
- Бактерийн ДНХ-ийн фрагментууд нь вирусын ДНХ-тэй бактерийн хромосомоос салдаг.
- Вирүсийн ДНХ нь бактерийн гентэй хамт үржиж, шинэ капсид дотор багцалж, шинэ фаг үүсгэдэг.
- Бактерийн эсүүд задарч, шинэ фагуудыг ялгаруулдаг.
- Шинэ фагууд шинэ бактерийг халдварладаг.
- Бактерийн ДНХ халдварын үед шинэ бактеритай холилддог.
Зураг 02: Ламбда фажаар харуулсан тусгай дамжуулалтыг
Ерөнхий болон тусгай дамжуулалт хоёрын ялгаа нь юу вэ?
Ерөнхий ба тусгай дамжуулалт |
|
| Ерөнхий дамжуулалтыг хоруу чанар эсвэл задралын бактериофагууд хийдэг. | Мэргэшсэн дамжуулалтыг дунд зэргийн фагууд гүйцэтгэдэг. |
| Амьдралын мөчлөг | |
| Ерөнхий дамжуулалт нь литик мөчлөгт ордог | Мэргэшсэн дамжуулалт нь лизогенийн мөчлөгт ордог. |
| Бактерийн задрал | |
| Бактерийн эс хурдан задалдаг. | Бактерийн эсүүд хурдан задалдаггүй боловч хэдэн үеэрээ амьдардаг. |
| Генетик материалын савлагаа | |
| Донор бактерийн ДНХ-ийн нэг хэсэг нь ерөнхий дамжуулалтаар вирусын капсидын дотор хаалттай байдаг | Бактерийн ДНХ-ийн жижиг хэсгүүд нь нянгийн хромосомоос салгах явцад вирусын ДНХ-д наалдсан хэвээр байх ба шинэ капсидуудад савлагддаг. |
| Вирусын ДНХ-ийн интеграци | |
| Вирусын ДНХ нь бактерийн хромосомд нэгддэггүй. | Бактерийн болон вирусын ДНХ нэгддэг. |
| Бактерийн ДНХ-ийн гидролиз | |
| Бактерийн ДНХ нь вирусын нөлөөгөөр хэсэг хэсгээрээ гидролиз болдог. | Бактерийн ДНХ гидролизгүй. |
| Prophage-ийн үйлдвэрлэл | |
| Ерөнхий дамжуулалтын үед профаг үүсэхгүй. | Мэргэшсэн дамжуулалтын явцад профагууд үүсдэг. |
Хураангуй – Ерөнхий болон тусгай дамжуулалт
Трансдукц гэдэг нь нянгийн ДНХ-ийг нэг нянгаас нөгөөд вирүсээр шилжүүлэх үйл явц юм. Энэ нь литик эсвэл лизогенийн мөчлөгөөр дамждаг байгалийн үйл явц юм. Хорт фагууд нь ерөнхий дамжуулалтыг харуулдаг. Дунд зэргийн фагууд нь тусгай дамжуулалтыг харуулдаг. Ерөнхий дамжуулалтын үед вирус нь бактерийн эсийг устгадаг. Мэргэшсэн дамжуулалтын үед индукц байхгүй бол бактерийн эсүүд хурдан устдаггүй. Энэ бол ерөнхий болон тусгай дамжуулалтын гол ялгаа юм. Вирусын ДНХ нь бактерийн хромосомд тусгай дамжуулалтаар нэгддэг ба ерөнхий дамжуулалтад нэгдмэл байдаггүй.
