Zadanie 3.2, arkusz maj 2026
Horyzontalny transfer genów (HTG) może się odbywać u bakterii na drodze koniugacji, transdukcji lub transformacji. W 1946 roku Lederberg i Tatum przeprowadzili eksperyment, który dostarczył dowodów na zachodzenie HTG między bakteriami. Badanie przeprowadzono na dwóch szczepach Escherichia coli – A i B:
• szczep A (Met− bio− Thr+ Leu+ thi+) stanowiły bakterie, które nie miały zdolności do syntezy aminokwasu – metioniny (Met), oraz witaminy – biotyny (bio);
• szczep B (Met+ bio+ Thr− Leu− thi−) stanowiły bakterie, które nie miały zdolności do syntezy aminokwasów: treoniny (Thr) i leucyny (Leu), oraz witaminy – tiaminy (thi).
Bakterie obydwu szczepów hodowano na pożywce pełnej (zawierającej źródło aminokwasów i witamin), zarówno razem, jak i osobno – co zilustrowano poniżej. Gdy bakterie przeniesiono na pożywkę minimalną (niezawierającą wyżej wymienionych aminokwasów i witamin), kolonie zostały utworzone wyłącznie przez część bakterii pochodzących z hodowli mieszanej.
Bernard Davis wykonał kolejne doświadczenie – założył hodowlę bakterii szczepów A i B w szklanej U-rurce z pożywką pełną, z filtrem między połówkami U-rurki – co zilustrowano na poniższym rysunku. Ten filtr przepuszczał w obie strony pożywkę wraz z rozpuszczonymi substancjami, ale nie przepuszczał bakterii. Hodowla była wolna od bakteriofagów. Gdy przeniesiono bakterie na pożywkę minimalną, nie odnotowano wzrostu kolonii.
Wyjaśnij, dlaczego w doświadczeniu Davisa nie zaszła wymiana informacji genetycznej między bakteriami szczepów A i B. W odpowiedzi uwzględnij wybrany mechanizm HTG.
................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................
• Ze względu na obecność filtru w U-rurce bakterie szczepu A i szczepu B nie mogły wejść w fizyczny kontakt, nie mogło więc dojść do połączenia się bakterii przez specjalne mostki plazmatyczne, umożliwiające przekazywanie DNA z komórki do komórki.
• HTG zachodzi między tymi bakteriami na drodze koniugacji, która wymaga połączenia się bakterii, co nie było możliwe, ponieważ filtr izolował bakterie różnych szczepów.
• Ze względu na obecność filtru nie mogło dojść do koniugacji.
• Skoro pożywka była wolna od bakteriofagów, nie mógł zajść HTG na drodze transdukcji.
• Jeżeli w pożywce nie było czynnika infekującego bakterie, to nie mógł on przenosić DNA między komórkami bakterii, więc nie doszło do transdukcji. Więcej arkuszy znajdziesz na stronie: arkusze.pl
• W pożywce pełnej bakterie przeżywały, a więc nie uwalniały się fragmenty genomu bakteryjnego, które mogłyby zostać pobrane przez bakterie drugiego szczepu.
• Filtr zapobiegł bezpośrednim kontaktom bakterii, a tym samym – koniugacji. Hodowla nie zawierała bakteriofagów – nie mogła więc zajść transdukcja. Z kolei ostateczny wynik doświadczenia pokazał, że nie zaszła również transformacja – bakterie były w dobrej kondycji i nie dochodziło do uwalniania DNA z martwych komórek.
Załóż bezpłatne konto, aby uzyskać dostęp do rozwiązania tego zadania.