Bakteriel konjugeringsproces, struktur og faktorer



den bakteriel konjugation er overførslen i en enkelt retning af genetisk materiale fra en donorbakterie til en anden modtager gennem fysisk kontakt mellem begge celler. Denne type proces kan forekomme både i bakterier, der reagerer, som hos dem, der ikke reagerer på Gram-plet, og også i streptomycetes.

Konjugeringen kan forekomme mellem bakterier af samme art eller af forskellige arter. Det kan endda forekomme mellem prokaryoter og medlemmer af andre kongeriger (planter, svampe, dyr).

For at konjugeringsprocessen skal forekomme, skal en af ​​de involverede bakterier, donoren, have det genetiske materiale, som kan mobiliseres, hvilket sædvanligvis repræsenteres af plasmider eller transposoner.

Den anden celle, receptoren, må ikke have sådanne elementer. De fleste plasmider kan detektere potentielle receptorceller, der mangler lignende plasmider.

indeks

  • 1 Konjugering og seksuel reproduktion
  • 2 Strukturer og faktorer, der griber ind i processen
    • 2.1 Sex Pili
    • 2.2 konjugative elementer
  • 3 proces
  • 4 applikationer
  • 5 referencer

Konjugering og seksuel reproduktion

Bakterier har ikke en organisation af genetisk materiale svarende til eukaryoter. Disse organismer præsenterer ikke seksuel reproduktion fordi de ikke præsenterer en reduktionsdel (meiosis) for at danne gametes på ethvert tidspunkt i deres liv.

For at opnå rekombination af deres genetiske materiale (essensen af ​​seksualitet) har bakterier tre mekanismer: transformation, konjugation og transduktion.

Bakteriel konjugation er ikke en proces med seksuel reproduktion. I sidstnævnte tilfælde kan det betragtes som en bakteriel version af denne type reproduktion, fordi det indebærer en vis genetisk udveksling.

Strukturer og faktorer, der griber ind i processen

Sex pili

Også kaldet pili F er filamentøse strukturer, meget kortere og tyndere end et flagellum, dannet af proteinunderenheder sammenflettet med hinanden omkring et hulcenter. Dens funktion er at holde to celler i kontakt under konjugering.

Det er også muligt, at det konjugative element overføres til recipientcellen gennem det centrale hul af sexpili.

Konjugative elementer

Det er det genetiske materiale, der skal overføres under bakteriel konjugeringsproces. Det kan være af anden art, blandt dem er:

Ekstrachromosomale DNA-partikler (Faktor F)

Disse partikler er episomer, det vil sige plasmider, der kan integreres i bakteriekromosomet ved en proces kaldet homolog rekombination. De er karakteriseret ved at have en længde på ca. 100 kb, såvel som at have deres egen oprindelse af replikation og overførsel.

Celler, der besidder faktor F, kaldes hanceller eller F + celler, mens kvindelige celler (F-) mangler den faktor. Når konjugeringen er færdig, bliver F-bakterierne F + og kan fungere som sådan.

Kromosom tråde

Når homolog rekombination forekommer, binder faktor F til det bakterielle kromosom; i sådanne tilfælde kaldes det faktor F ', og cellerne, som besidder det rekombinerede DNA, kaldes Hfr, ved forkortelserne på engelsk af højfrekvens af rekombination.

Under konjugationen mellem en Hfr-bakterie og en F-bakterie overfører den første til den anden en en streng af dets DNA rekombineret med F-faktor. I dette tilfælde omdannes receptorcellen til en Hfr-celle.

Der kan kun være en F-faktor i en bakterie, enten ekstrakromosomal (F) eller rekombineret til bakteriekromosomet (F ').

plasmider

Nogle forfattere betragter plasmider og F-faktorer sammen, og andre forfattere behandler dem separat. Begge er ekstrakromosomale genetiske partikler, men i modsætning til faktor F integrerer plasmider ikke i kromosomer. De er de genetiske elementer, der overføres mest under konjugeringsprocessen.

Plasmiderne er sammensat af to dele; en resistensoverføringsfaktor, som er ansvarlig for overførslen af ​​plasmidet og en anden del dannet af flere gener, som besidder de oplysninger, der koder modstanden mod forskellige stoffer.

Nogle af disse gener kan migrere fra et plasmid til et andet fra den samme celle eller fra et plasmid til det bakterielle kromosom. Disse strukturer kaldes transposoner.

Nogle forfattere hævder, at de gavnlige plasmider til bakterier er virkelig endosymbiotiske, mens andre kan være bakterielle endoparasitter.

proces

Donorcellerne producerer sexpili. F-partiklerne eller plasmiderne, der kun er til stede i disse bakterier, indeholder de genetiske oplysninger, som koder for produktionen af ​​proteinerne, der danner pili'en. På grund af dette vil kun F + cellerne præsentere disse strukturer.

Sex pili tillader i første omgang, at donorcellerne vedhæfter sig til modtagercellerne og derefter at de forbliver sammen.

For at initiere overførslen skal de to tråde af DNA-strengen adskilles. For det første sker der en nedskæring i regionen kendt som overførings oprindelse (oriT) af en af ​​tråderne. Et relaxase enzym gør denne skæring, så at et helicase enzym begynder processen med at adskille begge kæder.

Enzymet kan virke alene eller også danne et kompleks med flere forskellige proteiner. Dette kompleks er kendt som relaxosoma.

Umiddelbart initieret vil adskillelsen af ​​kæderne begynde overførslen af ​​en af ​​tråderne, som kun vil ende, når hele tråden er passeret til recipientcellen, eller når de to bakterier adskilles.

For at fuldføre overførselsprocessen syntetiserer både celler, modtagere og donorer den komplementære streng, og kæden bliver cirkulær igen. Som et slutprodukt er begge bakterier nu F + og kan fungere som donorer med F-bakterier-.

Plasmider er de genetiske elementer, som oftest overføres på denne måde. Konjugationsevne afhænger af tilstedeværelsen i bakterien af ​​konjugative plasmider, der indeholder den genetiske information, der kræves for en sådan proces.

applikationer

Konjugationen er blevet anvendt i genteknologi som et redskab til at overføre genetisk materiale til forskellige destinationer. Det har tjent til at overføre genetisk materiale fra bakterier til forskellige eukaryote celler og prokaryote receptorer, og endog til mitokondrier isoleret fra pattedyr.

En af de bakterier, der har været mest succesfulde for at opnå denne type overførsel, er Agrobacterium, som er blevet anvendt alene eller i forbindelse med tobaksmosaikviruset.

Blandt de arter, der er genetisk transformeret af Agrobacterium Der er gær, svampe, andre bakterier, alger og dyreceller.

referencer

  1. E. W. Nester, C.E. Roberts, N.N. Pearsall & B.J. McCarthy (1978). Mikrobiologi. 2. udgave. Holt, Rinehart og Winston.
  2. C.Lira. Agrobacterium. I lifeder. Genoprettet fra lifeder.com.
  3. Bakteriel konjugation. I Wikipedia. Hentet fra en.wikipedia.org.
  4. R. Carpa (2010). Genetisk rekombination i bakterier: Horisonten i begyndelsen af ​​seksualitet i levende organismer. Elba Bioflux.
  5. Prokaryotisk konjugation. I Wikipedia. Hentet fra es.wikipedia.org.
  6. L. S. Frost & G. Koraimann (2010). Regulering af bakteriel konjugation: balancering mulighed med modgang. Fremtidig mikrobiologi.
  7. E. Hogg (2005). Væsentlig mikrobiologi. John Wiley & Sons Ltd.