Genetics of Bacteria

باکتری‌ها که به‌عنوان اولین، ساده‌ترین شکل‌های زندگی، با تطبیق‌پذیری متابولیک نامحدود توصیف می‌شوند، به‌طور ایده‌آل برای پاسخ به برخی سؤالات بسیار اساسی در مورد زندگی و فرآیندهای آن مناسب هستند. آنها تقریباً در تمام زمینه های مطالعات بیولوژیکی از جمله ژنتیک به کار گرفته شده اند. کل ساختمان علم ژنتیک حول سه فرآیند متمرکز است: تولید، بیان و انتقال تنوع بیولوژیکی، و باکتری ها مزایای فوری در مطالعه هر سه جنبه وراثت ارائه می دهند. از آنجایی که هاپلوئید و از نظر ساختاری ساده است، جداسازی جهش‌های انواع مختلف و مرتبط کردن آنها با یک تابع آسان می‌شود. در دسترس بودن چنین جهش یافته ها و تجزیه و تحلیل های ژنتیکی و بیوشیمیایی دقیق آنها منجر به طیف وسیعی از اطلاعات در مورد بیان ژن و تنظیم آن می شود. در حین مطالعه انتقال تنوع بیولوژیکی، واضح است که بر خلاف همتای یوکاریوتی آنها، یک رویکرد ژنتیکی بیشتری باید به کار گرفته شود. انتقال اطلاعات ژنتیکی در اکثر ارگانیسم‌های یوکاریوتی بر تولید مثل جنسی است که اجازه می‌دهد تا از طریق فرآیند نوترکیبی ژن، نسل‌های متغیر ژنتیکی تولید شوند. حتی اگر باکتری‌ها تمایل آشکاری به تولید مثل غیرجنسی نشان می‌دهند، آنها نیز مکانیسم‌هایی برای تجارت مواد ژنتیکی خود ایجاد کرده‌اند. در واقع، باکتری‌ها نه تنها می‌توانند ژن‌های زیادی را از بستگان نزدیک، بلکه از اعضای کاملاً دور از طریق فرآیند انتقال افقی ژن به دست آورند. داستان موفقیت آنها از وجود تکاملی طولانی گواهی بر این مکانیسم ها خواهد بود. در حین تدریس درس ژنتیک میکروبی برای دانشجویان کارشناسی ارشد در دانشگاه دهلی، متوجه شدیم که کتابی که به ژنتیک باکتری اختصاص داده شده است ممکن است برای دانشجویان، محققان و معلمان بسیار مفید باشد. یک پایه قوی در ژنتیک همچنین به درک مفاهیم مدرن تر زیست شناسی مولکولی و فناوری DNA نوترکیب کمک می کند که همیشه مورد علاقه دانشجویان و محققان است. در برنامه ریزی قالب کتاب، بر تولید و انتقال تنوع زیستی تاکید شده است. حذف بخش بیان در واقع عمدی است زیرا اطلاعات زیادی در مورد این جنبه در هر کتاب زیست شناسی مدرن موجود است. مطالب در هفت فصل پخش شده است و متن با شکل ها/جدول ها تا جایی که امکان دارد پشتیبانی می شود. تلاش برای ترغیب خوانندگان به درک قدرت ژنتیک باکتریایی و درک سهم این موجودات کوچک در رشد علوم زیستی به طور کلی و ژنتیک به طور خاص بوده است.

Described as the earliest, simplest life forms, with unlimited metabolic versatility, bacteria are ideally suited to answer some very fundamental questions on life and its processes. They have been employed in almost all fields of biological studies, including Genetics. The whole edifice of science of Genetics centers around three processes: the generation, expression, and transmission of biological variation, and bacteria offer immediate advantages in studying all the three aspects of heredity. Being haploid and structurally simple, it becomes easy to isolate mutations of various kinds and relate them to a function. The availability of such mutants and their detailed genetic and biochemical analyses lead to a gamut of information on gene expression and its regulation. While studying the transmission of biological variation, it is clear that unlike their eukaryotic counterpart, a more genetic approach needs to be employed. Transmission of genetic information in most eukaryotic organisms rests on sexual reproduction that allows the generation of genetically variable offspring through the process of gene recombination. Even though bacteria show an apparent preference for asexual reproduction, they too have evolved mechanisms to trade their genetic material. In fact, bacteria not only could acquire many genes from close relatives, but also from entirely distant members through the process of horizontal gene transfer. Their success story of long evolutionary existence will stand testimony to these mechanisms. While teaching a course on Microbial Genetics to the post-graduate students at Delhi University, it was realized that a book devoted to bacterial genetics may be very handy to the students, researchers, and teachers alike. A strong foundation in genetics also helps in comprehending more modern concepts of molecular biology and recombinant DNA technology, always a favorite with the students and researchers. Planning the format of the book, emphasis has been laid on the generation and transmission of biological variability. The omission of expression part is indeed intentional because lots of information is available on this aspect in any modern biology book. The contents are spread over seven chapters and the text is supported with figures/tables wherever possible. The endeavor has been to induce the readers to appreciate the strength of bacterial genetics and realize the contribution of these tiny organisms to the growth of biological sciences as a whole and genetics in particular.