Proces koniugacji bakteryjnej, struktura i czynniki

Koniugacja bakteryjna Jest to transfer w jednym kierunku materiału genetycznego z bakterii dawcy do innego biorcy, poprzez fizyczny kontakt obu komórek. Ten rodzaj procesu może wystąpić zarówno w bakteriach, które reagują, jak i w tych, które nie reagują na barwienie Grama, a także w Streptomycetes.

Koniugacja może wystąpić między bakteriami tego samego gatunku lub różnych gatunków. Może nawet wystąpić między prokariotami a członkami innych królestw (rośliny, grzyby, zwierzęta).

Koniugacja bakteryjna. Obraz pokazuje, od góry do dołu, dwie bakterie przed, w trakcie i po koniugacji. Wykonane i edytowane przez użytkownika Magnusa Manske.Wikipedia [CC BY-SA 3.0 (http: // creativeCommons.Org/licencje/by-sa/3.0/]].

Aby wystąpić proces koniugacyjny, jedna z zaangażowanych bakterii, dawca, musi posiadać materiał genetyczny, który można zmobilizować, który jest ogólnie reprezentowany przez plazmidy lub transpozony.

Druga komórka, odbiornik, musi brakować tych elementów. Większość plazmidów może wykryć potencjalne komórki odbiorcze, które nie mają podobnych plazmidów.

[TOC]

Koniugacja i reprodukcja płciowa

Bakterie nie przedstawiają organizacji materiału genetycznego podobnego do eukariotów. Organizmy te nie przedstawiają reprodukcji płciowej, ponieważ nie przedstawiają podziału redukcji (mejozy) w celu tworzenia gier w dowolnym momencie ich życia.

Aby osiągnąć rekombinację ich materiału genetycznego (esencja seksualności), bakterie mają trzy mechanizmy: transformacja, koniugacja i transdukcja.

Koniugacja bakteryjna nie jest zatem procesem rozmnażania płciowego. W ostatnim przypadku można to uznać za bakteryjną wersję tego rodzaju reprodukcji, ponieważ obejmuje pewną wymianę genetyczną.

Struktury i czynniki zaangażowane w proces

Pili seksualne

Nazywane również Pili F, są to struktury nitkowate, znacznie krótsze i cieńsze niż plaga, utworzona przez podjednostki białkowe przeplatane ze sobą, wokół pustego centrum. Jego funkcją jest utrzymanie dwóch komórek w kontakcie podczas koniugacji.

Może ci służyć: morfologia grzybów

Możliwe jest również, że element koniugacyjny został przeniesiony do komórki przyjmującej za pomocą centralnej dziury Pili seksualnej.

Elementy koniugacyjne

Jest to materiał genetyczny, który zostanie przeniesiony podczas procesu koniugacji bakteryjnej. Może to być inna natura, w tym:

Pozakromosomalne cząstki DNA (Współczynnik F)

Cząstki te są epizodami, to znaczy plazmidami, które można zintegrować z chromosomem bakteryjnym poprzez proces zwany homologiczną rekombinacją. Charakteryzują się długością około 100 kb, a także własne pochodzenie replikacji i transferu.

Komórki, które mają czynnik F, nazywane są komórkami męskimi lub komórkami F+, podczas gdy żeńskie komórki (F-) nie mają wspomnianego czynnika. Po wykonaniu koniugacji bakterie F- stają się f+ i mogą działać jako takie.

Chromosomy

Kiedy występuje homologiczna rekombinacja, czynnik F dołącza do chromosomu bakteryjnego; W takich przypadkach nazywa się to czynnikiem F.

Podczas koniugacji między bakterią HFR a bakterią F-baterią pierwszą transfer do drugiej nici rekombinowanego DNA z czynnikiem F czynnikiem F. W takim przypadku komórka odbiorcza staje się z kolei komórką HFR.

W bakterii może istnieć tylko jeden czynnik F, albo w postaci dodatkowej (F) lub rekombinowany z chromosomem bakteryjnym (F ').

Plazmidy

Niektórzy autorzy rozważają plazmidy i czynniki F, a inni autorzy leczą je osobno. Oba są pozakromatycznymi cząstkami genetycznymi, ale w przeciwieństwie do czynnika F, plazmidy nie są zintegrowane z chromosomami. Są to elementy genetyczne, które są głównie przesyłane podczas procesu koniugacji.

Może ci służyć: mikrosporidia

Plazmidy składają się z dwóch części;, współczynnik przenoszenia oporności, który jest odpowiedzialny za przeniesienie plazmidu i innej części utworzonej przez wiele genów, które mają informacje kodujące oporność na różne substancje.

Niektóre z tych genów mogą migrować z jednego plazmidu do drugiego z tej samej komórki lub od plazmidu do chromosomu bakteryjnego. Struktury te nazywane są transpozony.

Niektórzy autorzy twierdzą, że korzystne plazmidy dla bakterii to naprawdę endosimbione, podczas gdy inni mogą być przeciwnie, być bakteryjnymi endoparazami.

Proces

Komórki dawcy wytwarzają pili seksualne. Cząstki lub plazmidy występują tylko w tych bakteriach, zawierają informacje genetyczne, które kodują produkcję białek, które tworzą Pili. Z tego powodu tylko komórki F+ przedstawią te struktury.

Pili Sex pozwalają na pierwszym miejscu, aby komórki dawcy są ustalane do komórek odbiorczych, a następnie trzymają się razem.

Aby rozpocząć transfer, dwie pasma z łańcucha DNA muszą być oddzielone. Po pierwsze, cięcie występuje w regionie znanym jako pochodzenie transferu (orit) jednej z pasm. Relaks enzymu powoduje, że enzym helikazy rozpoczyna proces oddzielania obu łańcuchów.

Enzym może działać sam lub także tworzyć kompleks z kilkoma różnymi białkami. Ten kompleks jest znany jako relaksosom.

Natychmiast zainicjowane oddzielenie łańcuchów rozpocznie przenoszenie jednej z pasm, które zakończą się tylko wtedy.

Może ci służyć: proteobakterie

Aby zakończyć proces transferu, zarówno komórki, odbiornik, jak i dawcy, syntetyzują komplementarną nici, a łańcuch jest ponownie okrągły. Jako produkt końcowy, obie bakterie są teraz F+ i mogą działać jako dawcy z bakteriami B-.

Plazmidy są elementami genetycznymi, które są najczęściej przenoszone w ten sposób. Zdolność koniugacyjna zależy od obecności w bakterii plazmidów koniugacyjnych, które zawierają informacje genetyczne wymagane dla takiego procesu.

Aplikacje

Koniugacja została wykorzystana w inżynierii genetycznej jako narzędzie do przenoszenia materiału genetycznego do różnych miejsc docelowych. Służył do przenoszenia materiału genetycznego z bakterii do różnych komórek eukariotycznych i otrzymywania prokariotów, a nawet izolowanych ssaków mitochondriów.

Jednym z gatunków bakterii, które zostały z powodzeniem wykorzystane do osiągnięcia tego rodzaju transferu, jest Agrobacterium, który był używany sam lub wraz z wirusem mozaiki tytoniu.

Wśród gatunków przekształconych genetycznie przez Agrobacterium Są to drożdże, grzyby, inne bakterie, glony i komórki zwierzęce.

Transformacja przez Agrobacterium Swimfaciens do komórki rośliny. Zrobione i zredagowane z: J Levin W [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licencje/nabrzeże/4.0)].

Bibliografia

1. I.W. Nester, c.I. Roberts, n.N. Pearsall i B.J. McCarthy (1978). Mikrobiologia. 2. edycja. Holt, Rinehart i Winston.
2. C.Lira. Agrobacterium. W Lofede. Odzyskane z Lofede.com.
3. Koniugacja bakteryjna. W Wikipedii. Odzyskane z.Wikipedia.org.
4. R. Namiot (2010). Rekombinacja genetyczna u bakterii: horyzont początków seksualności w żywych organizmach. Elba Biofux.
5. Koniugacja prokuralna. W Wikipedii. Odzyskane z ES.Wikipedia.org.
6. L.S. Frost & g. Koraimann (2010). Regulacja koniugacji bakteryjnej: Równowaga szelest z przeciwnościami. Przyszła mikrobiologia.
7. I.Hogg (2005). Niezbędna mikrobiologia. John Wiley & Sons Ltd.