Конъюгация - это не редкость

Без преувеличения можно считать, что выглянувший неожиданно в повести о конъюгации бактериофаг пришелся как нельзя кстати. Понятно, как ему были благодарны сторонники гипотезы Хейса, а уж какую пользу извлекли из этого события все остальные исследователи тайн конъюгации - и сказать трудно. Теперь уж нелегко было отмахиваться от фактов существования полового процесса у бактерий. И знаете почему? Применяя зиготную индукцию, удалось доказать, что в смеси двух культур конъюгируют абсолютно все бактерии, имеющие половой фактор. Значит, половой процесс в жизни невидимых - не замысловатая научная диковинка, а самое что ни на есть будничное явление.

Конъюгация начинается с того момента, как бактерии приходят в контакт, причем эффективные контакты оказываются достаточно прочными и стойко противостоят разведению бактерий, их посеву на агар. К концу первого часа все бактерии Hfr уже проконъюгировали. В смеси можно обнаружить очень много следов гибридов, разрушенных проникшим в женские клетки фагом. Таких жертв - не менее половины от числа участвовавших в конъюгации отцовских бактерий. Отсюда вывод-почти половина бактерий проконъюгировала. Но это еще не все. Ведь часть-то проконъюгировавших клеток не погибает. Этому есть живые свидетели - рекомбинанты с новыми признаками. И если сложить число живых и умерших потомков скрещивания, то можно убедиться, что в нем принимают участие почти все взятые в опыт бактерии Hfr. Почему же процент рекомбинантов в потомстве во много раз ниже, чем число нормальных микробов?

Давайте вместе еще раз внимательно проследим за ходом опыта. В бактерию проник кусочек чужой хромосомы. К какой из материнских хромосом он присоединится? Наверное, к любой - ему решительно все равно, ведь они "на одно лицо". Если участок материнской хромосомы заменится кусочком отцовской, то генетики запишут: "Произошла интеграция".

Но эта клетка - еще не рекомбинант, потому что у нее изменилось всего одно из ядер, а их может встречаться до четырех. Истинный гибрид образуется после двух делений клетки, когда гибридное ядро обособится от неизмененных. Затем начнет расти семейство чистых рекомбинантов. Они - не сыновья, а фактически внуки и правнуки материнской бактерии. Поэтому гибриды - не самые многочисленные потомки материнской клетки. Даже если проконъюгировали все бактерии, находящиеся в смеси, в лучшем случае лишь одна четверть потомства - гибриды. Остальные как две капли воды похожи на бактерию-мать.

Однако и при полноценной конъюгации гибридов будет еще меньше, чем мы ожидаем. Разве можно надеяться, что каждый фрагмент отцовской хромосомы обязательно объединится с одной из хромосом матери? Конечно, нет. Хотя признаки T⁺L⁺ передаются в 100 процентах (об этом свидетельствует зиготная индукция), они в одном скрещивании наследуются в 40 процентах случаев, а в другом - только в 10 процентах. А это значит, что коэффициент интеграции признаков T⁺L⁺ будет колебаться от 0,4 до 0,1.

Как часто происходит конъюгация? Очень часто, почти все нормальные бактерии конъюгируют. Как часто переносятся генетические признаки? Гораздо реже. Как часто интегрирует генетический материал бактерии-отца с материнским? Еще реже, чем совершается перенос.

Итак, чтобы возникли гибриды, частица хромосомы бактерии-отца должна буквально продираться сквозь чащу рогаток и шипов, расставленных природой. Мало проникнуть сквозь мостик-ворсинку в тело матери, нужны условия для объединения с ее хромосомой. И лишь тогда среди внуков и правнуков материнской клетки могут появиться потомки - гибриды. Вот почему при частой конъюгации бактерий столь редко удается обнаружить рекомбинантов.