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细菌共享DNA

发布时间:2015-11-10 00:00 作者:中国标准物质网 阅读量:627

基因转移赋予细菌一种能力,使其能从其他微生物获取有用基因。在真核生物之中,从藻类到人类,基因转移都只有一种机制,那就是配子的融合。一个来自雌性的配子,一个来自雄性的配子,二者相互结合形成合子,合子携带着父母双方的DNA。细菌和古细菌的基因交流,主要有3种途径:转化、转导和接合。三者全都被称为水平基因转移,因为其发生在两个或者多个成熟细胞之间,而不是通过产生子代细胞来均分基因。

转化是指细菌直接从环境中获得DNA。DNA分子可来自拟核,也可来自质粒。无论是哪种情况,细胞死亡或者溶解的时候,DNA都溶在水性环境里。在细菌的栖生环境下,活的细菌细胞遇到DNA的时候,粘连住DNA分子,并用酶来拆散这些生物大分子。酶切开DNA双链之间的梯状横档,把两条链分开。一条链降解,另一条则进入细胞内部,这条DNA链会被整合到细胞本身的DNA里。

转导是指噬菌体感染细菌细胞,并将其他微生物的DNA带给细菌细胞。如果噬菌体霸占了细胞的DNA复制环节,但却并未杀死细菌,那么细菌细胞产生的新子代细胞就会包含某些外源DNA。毫无疑问,自然界里前所未有的新细菌诞生了。

细菌通过接合作用来进行质粒在细胞间的转移。接合曾被称为细菌版的有性生殖,因为要借助一个管状结构,即所谓的性菌毛,两个细胞彼此之间就有了物理上的连接。DNA通过这个管状结构,从一个细胞到另一个之后,菌毛就断裂了。接合的结果是,受体细胞把新的基因整合进其已有的DNA之中。细胞分裂的时候,子代细胞,还有接下来的每一代细胞,都会携带这些基因。

细菌的基因转移所具有的最为深远的意义,就是使抗生素耐药基因传遍整个菌群。细菌不需要密切联系就能进行基因转移,只要它们能利用上述3种方式的一种,把DNA来回传递就可以了。由于研究显示质粒携带多个抗生素耐药基因,质粒转移可能是过去几十年中抗生素耐药性传播的主要途径。关于细菌基因转移的演化进程,生物学家目前并未弄清楚所有问题,不过毫无疑问,这些转移系统给细菌带来生存优势。

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