活化 (生物)

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Natural competence.
1-细菌细胞DNA
2-细菌细胞质体
3-Sex pili(由线毛素(pilin)所构成,吸附后之目的为DNA之转移)
4-来自死细胞的外源质体
5--细菌细胞的限制性内切酶
6-脱出的外源质体
7-DNA连接酶
I: 来自的死细胞外源DNA质体是由自然胜任细胞的性菌毛所截获
II: 外源质粒由细菌细胞限制性内切酶处理后,通过性菌毛转导入细菌细胞。限制性内切酶打断外源质粒核苷酸链,使之可以被添加到细菌DNA之中。
III: DNA连接酶结合的外来核苷酸进入细菌细胞的DNA.
IV: 重组完成,并且外源DNA已转移至原细菌细胞的DNA,当细菌细胞复制下一代时将成为其中的一部分,。

活化Competence)又称为胜任,是一个在微生物学遗传学分子生物学细胞生物学里很常见的名词,用来指一种能令细胞有能力从细胞以外的环境接纳DNA的方法。无论是在自然条件下发生,或者在实验室中借由人造,一个细菌细胞的基因有指定的能力可以胜任外来之DNA。本文主要涉及在细菌中自然胜任的能力。被活化了的细胞一般被称为胜任细胞Competent cell)。

令细胞活化,可以从自然活化及诱导活化两方面入手:

  • 自然活化是细菌的一种在自然环境或实验室环境内均会发生的活化过程,自然活化由英国医生弗雷德里克·格里菲斯(Frederick Griffith)于1928年发现
  • 诱导活化或人工活化则是一种在实验室环境里,透过特殊的处理,令细胞群落产生变化,从而有能力接受外来的DNA。

历史[编辑]

自然胜任的能力是由弗雷德里克·格里菲斯于1928年发现,他发现一个已被杀死的致病性细菌所含的东西,可以改变相关的非致病性细胞而转化为致病类型。1944年奥斯瓦尔德·埃弗里,科林·麦克劳德和麦克霖麦卡蒂证明,这种“转化因子”是纯粹的DNA。这是第一个令人信服表是DNA在细胞中的携带遗传信息的证据。

从那时起,天然胜任能力开始研究了许多不同的细菌,特别是枯草杆菌肺炎链球菌(Griffith的“肺炎球菌”),淋球菌流感嗜血杆菌。活跃的研究领域包括DNA迁移的机制,胜任能力在不同细菌中的调节,和胜任能力的进化功能。

细胞摄入DNA的机制[编辑]

胜任能力的调控[编辑]

进化的功能与胜任能力的结果[编辑]

遗传多样性的假说[编辑]

将DNA作为食品的假说[编辑]

修复DNA损伤的假说[编辑]

横向基因转移[编辑]

参考文献[编辑]

参看[编辑]