Регуляция синтеза и сборки бактериального жгутика PDF Печать E-mail

Структура и сборка бактериального жгутика регулируются с помощью набора генов, которые определены и изучены, особенно у Е. coli и Salmonella. Кроме того, имеются также гены, которые участвуют в контролировании активности жгутика и переориентации движения клетки в ответ на физико-химические стимулы.
В следующем разделе мы рассмотрим пути генетической регуляции структуры жгутика, а также механизмы управления синтезом и сборкой субструктур жгутика.

Исследование всей цепи генетических регуляторных процессов еще не завершено, однако отдельные ее звенья уже удалось выяснить, и это будет способствовать решению проблемы в целом. Гены, связанные с жгутиковой подвижностью Е. coli (и других микроорганизмов), можно разделить на три группы в зависимости от их функций.

Первая группа включает гены fla и hag, все конечные продукты которых имеют отношение только к структуре жгутика: клетки с одним (или более) дефектным геном fla (fla - мутанты) не способны построить нормальный жгутик. Вторая группа — это гены mot, которые отвечают за вращательные движения жгутика. Многие клетки имеют филаменты с нормальной структурой, которые не могут двигаться. Третья группа — гены che, назначение которых — обеспечить соответствующую направленность движения клетки в ответ на различные стимулы (таксис). Эти клетки не способны к хемотаксису и не могут двигаться направленно. Для всех этих генов (их около 30) выяснена их локализация на генетической карте хромосомы Е. coli и большинство генных продуктов идентифицировано.

В данном разделе нас в основном интересует функциональная организация генов fla и hag, однако мы рассмотрим и более общие вопросы — о построении генетической карты и идентификации генных продуктов — для всех трех групп генов. Роль продуктов генов mot и che будет обсуждаться в разделах, посвященных функции бактериальных жгутиков и регуляции клеточного движения.

Если локализацию генов в бактериальной хромосоме установили с помощью стандартных генетических методов, то для идентификации генных продуктов потребовался более изощренный метод — метод клонирования генов. Например, фрагменты генома Е. coli, несущие жгутиковые гены, включали либо в фаг, либо в колициногенный (Col) фактор и в таком виде вводили в клдтки, способные воспроизводить только приобретенный геном. Под действием жгутиковых генов, введенных в пермиссивные клетки, синтезировались соответствующие полипептиды, которые изолировали и разделяли с помощью метода двумерного гель-электрофореза; полученную электрофореграмму сопоставляли с электрофореграммой полипептидов из очищенных жгутиковых структур, и это позволило выяснить, какие гены кодируют каждую из структур. Было показано, что ген hag кодирует флагеллин, ген fla К—субъединицы крюка, а все остальные гены группы fla кодируют белки базального тела. Кроме того, продукт гена flal необходим для экспрессии других жгутиковых генов. Шесть жгутиковых генов fla локализованы в области I хромосомы Е. coli и находятся на карте между генами gal и trp. Остальные гены fla находятся в областях II и III между генами zwf и sup D вместе с генами che и mot.

Интересные статьи по биологии:

1) Размножение у растений

2) Многоклеточный организм как единая система