Обмен генетической информации

Геном бактерий характеризуется пластичностью, или способностью изменяться. В зависимости от механизмов формирования генетического разнообразия бактерий выделяют: 1) клональные штаммы, генетическое разнообразие которых формируется только благодаря мутациям (Mycobacterium tuberculosis, Salmonella spp.); 2) панмиктические штаммы, генетическое разнообразие которых формируется благодаря мутациям и горизонтальному переносу генов (Neisseria gonorrhoeae). Горизонтальный перенос генов –обмен генетической информацией между различными эволюционными линиями. Горизонтальный перенос генов представляет собой мощный фактор эволюции, приводящий: 1) к формированию видов; 2) многообразию видов; 3) дивергенции микроорганизмов. Горизонтальный перенос генов происходит у микроорганизмов, обитающих в схожих условиях среды, и возможен даже между отдаленными систематическими группами; позволяет быстро приобретать новые свойства. Кроме того, он приводит к стиранию границ между группами микроорганизмов, относящихся к разным таксономическим уровням. До 30% генома бактерий может приобретаться за счет горизонтального переноса генов. Например, у Escherichia coli 18% генов приобретены таким образом.

В основе горизонтального переноса генов лежат генетические рекомбинации. Генетические рекомбинации сопровождаются переносом ДНК в одном направлении – от донора к реципиенту, при этом передается не вся молекула, а лишь небольшой ее участок, что приводит к формированию частичной зиготы, или мерозиготы. Клетку, в которой произошла рекомбинация, называют рекомбинантом. У бактерий известны три варианта рекомбинаций, отличающиеся способом переноса ДНК: конъюгация, трансдукция и трансформация.