Proces bakterijske konjugacije, struktura in dejavniki



The bakterijsko konjugacijo je prenos v eni smeri genskega materiala iz donorske bakterije v drugega prejemnika preko fizičnega stika med obema celicama. Ta vrsta procesa se lahko pojavi tako pri bakterijah, ki reagirajo, kot pri tistih, ki se ne odzivajo na barvanje po Gramu, in tudi pri streptomicetah..

Konjugacija se lahko pojavi med bakterijami iste vrste ali različnih vrst. Lahko se zgodi tudi med prokariotti in pripadniki drugih kraljestev (rastline, glive, živali)..

Da bi prišlo do konjugacijskega procesa, mora ena od vključenih bakterij, darovalka, imeti genski material, ki ga je mogoče mobilizirati, ki ga običajno predstavljajo plazmidi ali transpozoni..

Druga celica, receptor, ne sme imeti takih elementov. Večina plazmidov lahko zazna potencialne receptorske celice brez podobnih plazmidov.

Indeks

  • 1 Konjugacija in spolno razmnoževanje
  • 2 Strukture in dejavniki, ki vplivajo na proces
    • 2.1 Sex Pili
    • 2.2 Konjugativni elementi
  • 3 Postopek
  • 4 Aplikacije
  • 5 Reference

Konjugacija in spolno razmnoževanje

Bakterije nimajo organizacije genskega materiala, podobne tisti pri evkariontih. Ti organizmi ne predstavljajo spolne reprodukcije, ker ne predstavljajo delitve z zmanjšanjem (mejoza), da tvorijo gamete v vsakem trenutku svojega življenja..

Da bi dosegli rekombinacijo njihovega genetskega materiala (bistvo spolnosti), imajo bakterije tri mehanizme: transformacijo, konjugacijo in transdukcijo.

Bakterijska konjugacija torej ni proces spolne reprodukcije. V slednjem primeru se lahko šteje za bakterijsko različico te vrste reprodukcije, ker vključuje nekaj genetske izmenjave.

Strukture in dejavniki, ki vplivajo na proces

Seks pili

Pili F so tudi vlaknate strukture, ki so veliko krajše in tanjše od flageluma, ki ga tvorijo proteinske podenote med seboj prepletene okoli votlega centra. Njegova naloga je, da med stikom ohrani dve celici.

Možno je tudi, da se konjugacijski element prenese v celico prejemnika skozi osrednjo luknjo spolnega pili.

Konjugativni elementi

To je genetski material, ki se bo prenesel med procesom konjugacije bakterij. Lahko je drugačne narave, med njimi so:

Ekstrakromosomski delci DNA (Faktor F)

Ti delci so epizomi, to je plazmidi, ki jih lahko integriramo v bakterijski kromosom s procesom, imenovanim homologna rekombinacija. Za njih je značilno, da imajo dolžino približno 100 kb, kakor tudi, da imajo svoj izvor podvajanja in prenosa.

Celice, ki imajo faktor F, se imenujejo moške celice ali celice F +, medtem ko ženske celice (F-) nimajo tega faktorja. Ko konjugacija poteka, F-bakterije postanejo F + in lahko delujejo kot take.

Kromosomske niti

Ko pride do homologne rekombinacije, se faktor F veže na bakterijski kromosom; v takih primerih se imenuje faktor F 'in celice, ki imajo rekombinirano DNK, se imenujejo Hfr, s kraticami v angleščini za visoko frekvenco rekombinacije.

Med konjugacijo med bakterijo Hfr in F-bakterijo prvi prenaša v drugo celico svoje DNA, ki se rekombinira s faktorjem F. V tem primeru se receptorska celica spremeni v Hfr celico..

V bakteriji je lahko samo en faktor F, bodisi ekstrakromosomski (F) ali rekombiniran na bakterijski kromosom (F ')..

Plazmidi

Nekateri avtorji plazmide in faktorje F obravnavajo skupaj, drugi pa jih obravnavajo ločeno. Oba sta ekstrakromosomska genetska delca, toda za razliko od faktorja F se plazmidi ne integrirajo v kromosome. To so genetski elementi, ki se večinoma prenašajo med procesom konjugacije.

Plazmidi so sestavljeni iz dveh delov, faktor prenosa odpornosti, ki je odgovoren za prenos plazmida in drugega dela, ki ga tvorijo številni geni, ki imajo informacije, ki kodirajo odpornost na različne snovi..

Nekateri od teh genov lahko migrirajo iz enega plazmida v drugega iz iste celice ali iz plazmida v bakterijski kromosom. Te strukture se imenujejo transpozoni.

Nekateri avtorji trdijo, da so koristni plazmidi za bakterije res endosimbiotični, drugi pa so lahko bakterijski endoparaziti..

Proces

Donorske celice proizvajajo spolni pili. F-delci ali plazmidi, ki so prisotni samo v teh bakterijah, vsebujejo genetsko informacijo, ki kodira proizvodnjo beljakovin, ki tvorijo pili. Zaradi tega bodo te strukture predstavile samo celice F +.

Spolni pili omogočajo, da se celice darovalci pritrdijo na prejemne celice in da potem ostanejo skupaj.

Da bi sprožili prenos, morata biti dva pramena verige DNA ločena. Najprej se pojavi rez v regiji, ki je znana kot izvor prenosa (oriT) enega od pramenov. En encim relaksaze naredi to rezanje tako, da encim helikaze začne postopek ločevanja obeh verig.

Encim lahko deluje samostojno ali pa tvori kompleks z več različnimi beljakovinami. Ta kompleks je znan kot relaksomom.

Takoj se bo začela ločitev verig, s čimer se bo začel prenos enega od pramenov, ki se bo končal šele, ko bo celotna veja prešla v celico prejemnika ali ko sta dve bakteriji ločeni..

Za dokončanje postopka prenosa tako celice, prejemnik in darovalka sintetizirajo komplementarno verigo in veriga ponovno postane krožna. Kot končni produkt sta obe bakteriji F + in lahko delujejo kot darovalci s F bakterijami-.

Plazmidi so genetski elementi, ki se najpogosteje prenašajo na ta način. Sposobnost konjugacije je odvisna od prisotnosti v bakteriji konjugativnih plazmidov, ki vsebujejo genetsko informacijo, potrebno za tak postopek..

Aplikacije

Konjugacija je bila uporabljena v genskem inženirstvu kot orodje za prenos genskega materiala na različne destinacije. Namenjen je prenosu genskega materiala iz bakterij v različne evkariontske celice in prokariontske receptorje in celo v mitohondrije, izolirane iz sesalcev..

Eden od rodov bakterij, ki se je najbolj uspešno uporabljal za doseganje te vrste prenosa, je Agrobacterium, ki je bil uporabljen sam ali v povezavi z virusom tobačnega mozaika.

Med vrstami, ki jih gensko spremeni Agrobacterium Obstajajo kvasovke, glive, druge bakterije, alge in živalske celice.

Reference

  1. E.W. Nester, C.E. Roberts, N.N. Pearsall & B.J. McCarthy (1978). Mikrobiologija 2. izdaja. Holt, Rinehart in Winston.
  2. C.Lira. Agrobacterium. V reševalcu. Izterjana od lifeder.com.
  3. Bakterijska konjugacija. V Wikipediji. Vzpostavljeno iz en.wikipedia.org.
  4. R. Carpa (2010). Genetska rekombinacija v bakterijah: obzorje začetkov spolnosti v živih organizmih. Elba Bioflux.
  5. Prokariontska konjugacija. V Wikipediji. Vzpostavljeno iz es.wikipedia.org.
  6. L.S. Frost & G. Koraimann (2010). Regulacija konjugacije bakterij: uravnoteženje priložnosti z nesrečami. Prihodnja mikrobiologija.
  7. E. Hogg (2005). Bistvena mikrobiologija. John Wiley & Sons Ltd.