Proces konjugacije bakterija, struktura i faktori



bakterijske konjugacije je prijenos u jednom smjeru genetskog materijala iz donatorske bakterije u drugog primatelja, kroz fizički kontakt između obje stanice. Ova vrsta procesa može se pojaviti kako u bakterijama koje reagiraju, tako i kod onih koje ne reagiraju na boju po Gramu, kao i kod streptomiceta..

Konjugacija se može pojaviti između bakterija iste vrste ili različitih vrsta. Može se čak pojaviti između prokariota i pripadnika drugih kraljevstava (biljke, gljive, životinje).

Da bi došlo do procesa konjugacije, jedna od uključenih bakterija, donor, mora imati genetski materijal koji se može mobilizirati, koji je obično predstavljen plazmidima ili transpozonima.

Druga stanica, receptor, ne smije imati takve elemente. Većina plazmida može detektirati potencijalne receptorske stanice koje nemaju slične plazmide.

indeks

  • Konjugacija i spolna reprodukcija
  • 2 Strukture i čimbenici koji interveniraju u procesu
    • 2.1 Sex Pili
    • 2.2 Konjugacijski elementi
  • 3 Proces
  • 4 Aplikacije
  • 5 Reference

Konjugacija i spolna reprodukcija

Bakterije nemaju organizaciju genetskog materijala sličnu onoj eukariota. Ovi organizmi ne prikazuju spolnu reprodukciju jer ne predstavljaju diobu smanjenja (mejoza) u obliku gameta u bilo kojem trenutku svog života..

Da bi se postigla rekombinacija njihovog genetskog materijala (suština seksualnosti), bakterije imaju tri mehanizma: transformaciju, konjugaciju i transdukciju.

Bakterijska konjugacija nije, dakle, proces spolne reprodukcije. U potonjem slučaju, može se smatrati bakterijskom verzijom ove vrste reprodukcije, jer uključuje neku genetsku razmjenu.

Strukture i čimbenici koji interveniraju u procesu

Sex pili

Također se nazivaju i pili F, vlaknaste strukture, mnogo kraće i tanje od flageluma, kojeg tvore proteinske podjedinice međusobno isprepletene, oko šupljeg središta. Njegova je funkcija držati dvije stanice u kontaktu tijekom konjugacije.

Također je moguće da se konjugacijski element prenese u stanicu primatelja kroz središnju rupu spolnog pili.

Konjugacijski elementi

To je genetski materijal koji će se prenijeti tijekom procesa konjugacije bakterija. Može biti drugačije prirode, među njima su:

Ekstraktromosomske čestice DNA (Faktor F)

Te čestice su epizomi, tj. Plazmidi koji se mogu integrirati u bakterijski kromosom procesom koji se naziva homologna rekombinacija. Karakterizirani su time da imaju duljinu od približno 100 kb, kao i da imaju svoj izvor replikacije i prijenosa.

Stanice koje posjeduju faktor F nazivaju se muške stanice ili F + stanice, dok ženske stanice (F-) nemaju taj faktor. Kada je konjugacija gotova, F-bakterije postaju F + i mogu djelovati kao takve.

Niti kromosoma

Kada se dogodi homologna rekombinacija, faktor F veže se na bakterijski kromosom; u takvim se slučajevima naziva faktor F ', a stanice koje posjeduju rekombiniranu DNA nazivaju se Hfr, kraticama na engleskom jeziku visoke frekvencije rekombinacije.

Za vrijeme konjugacije između Hfr bakterije i F-bakterije, prvi prenosi na drugi lanac njegove DNA rekombinirane s F faktorom, u ovom slučaju, receptorska stanica se pretvara u Hfr stanicu..

U bakteriji može postojati samo jedan F faktor, bilo ekstrakromosomski (F) ili rekombiniran s bakterijskim kromosomom (F ').

plazmidi

Neki autori razmatraju plazmide i F faktore zajedno, a drugi ih tretiraju zasebno. Obje su ekstrakromosomske genetske čestice, ali za razliku od faktora F, plazmidi se ne integriraju u kromosome. To su genetski elementi koji se najčešće prenose tijekom procesa konjugacije.

Plazmidi su sastavljeni od dva dijela, faktora prijenosa otpornosti, koji je odgovoran za prijenos plazmida i drugog dijela formiranog od više gena koji posjeduju informaciju koja kodira otpornost na različite tvari.

Neki od ovih gena mogu migrirati iz jednog plazmida u drugi iz iste stanice ili iz plazmida u bakterijski kromosom. Te se strukture nazivaju transpozonima.

Neki autori tvrde da su korisni plazmidi za bakterije zaista endosimbiotski, dok drugi mogu, naprotiv, biti bakterijski endoparaziti..

proces

Donorske stanice proizvode spolni pili. F čestice ili plazmidi prisutni samo u ovim bakterijama sadrže genetsku informaciju koja kodira proizvodnju proteina koji tvore pili. Zbog toga će samo F + stanice predstaviti ove strukture.

Spolni pili dopuštaju, prije svega, da se donorske stanice pridaju stanicama primateljima, a zatim i da ostanu zajedno.

Da bi se inicirao prijenos, dvije niti lanca DNA moraju biti odvojene. Prvo, dolazi do rezanja u području koje je poznato kao izvor prijenosa (oriT) jednog od niti. Enzim za relaksaciju čini ovaj rez tako da tada enzim helikaze započinje proces odvajanja oba lanca.

Enzim može djelovati samostalno ili također tvoriti kompleks s nekoliko različitih proteina. Ovaj kompleks je poznat kao relaksomom.

Odmah započeto odvajanje lanaca započet će prijenos jednog od niti, koje će se završiti samo kada je cijela traka prošla do stanice primatelja, ili kada su dvije bakterije odvojene.

Da bi se dovršio proces prijenosa, i stanice, primatelj i donor sintetiziraju komplementarni lanac, a lanac ponovno postaje kružan. Kao konačni proizvod, obje bakterije su sada F + i mogu djelovati kao donori s F bakterijama-.

Plazmidi su genetski elementi koji se najčešće prenose na ovaj način. Sposobnost konjugacije ovisi o prisutnosti u bakteriji konjugativnih plazmida koji sadrže genetsku informaciju potrebnu za takav proces.

aplikacije

Konjugacija se koristi u genetskom inženjeringu kao sredstvo za prijenos genetskog materijala na različita odredišta. Služi za prijenos genetskog materijala iz bakterija u različite eukariotske stanice i prokariotske receptore, pa čak i za mitohondrije izolirane iz sisavaca.

Jedan od rodova bakterija koji se najuspješnije koristi za postizanje ove vrste transfera je Agrobacterium, koja je korištena sama ili u sprezi s virusom mozaika duhana.

Među vrstama koje su genetski transformirane Agrobacterium Tu su kvasci, gljivice, druge bakterije, alge i životinjske stanice.

reference

  1. E. W. Nester, C.E. Roberts, N.N. Pearsall & B.J. McCarthy (1978). Mikrobiologija. 2. izdanje. Holt, Rinehart i Winston.
  2. C.Lira. Agrobacterium. U spašavanju. Oporavio se od lifeder.com.
  3. Bakterijska konjugacija. U Wikipediji. Preuzeto s en.wikipedia.org.
  4. R. Carpa (2010). Genetička rekombinacija u bakterijama: horizont početaka seksualnosti u živim organizmima. Elba Bioflux.
  5. Prokariotska konjugacija. U Wikipediji. Preuzeto s es.wikipedia.org.
  6. L.S. Frost i G. Koraimann (2010). Regulacija bakterijske konjugacije: balansiranje s teškoćama. Buduća mikrobiologija.
  7. E. Hogg (2005). Bitna mikrobiologija. John Wiley & Sons doo.