Bakterite konjugatsiooniprotsess, struktuur ja tegurid



The bakteriaalne konjugatsioon on geneetilise materjali ühekordne suunamine doonori bakterist teisele retsipiendile, mõlema raku füüsilise kontakti kaudu. Seda tüüpi protsess võib toimuda nii bakterites, mis reageerivad, nagu ka need, mis ei reageeri Grami värvile ja ka streptomükeedidele..

Konjugatsioon võib esineda sama liigi bakterite või erinevate liikide vahel. See võib esineda isegi prokarüootide ja teiste kuningriikide liikmete (taimed, seened, loomad) vahel..

Konjugatsiooniprotsessi toimumiseks peab ühel kaasatud bakterist, doonorist, olema mobiliseeritav geneetiline materjal, mida tavaliselt esindavad plasmiidid või transponoonid..

Teisel rakul, retseptoril, ei tohi olla selliseid elemente. Enamik plasmiide ​​võivad tuvastada potentsiaalseid retseptorirakke, millel puuduvad sarnased plasmiidid.

Indeks

  • 1 Konjugatsioon ja seksuaalne reproduktsioon
  • 2 Struktuurid ja tegurid, mis protsessi sekkuvad
    • 2.1 Sugu Pili
    • 2.2 Konjugatiivsed elemendid
  • 3 Protsess
  • 4 Rakendused
  • 5 Viited

Konjugatsioon ja seksuaalne reproduktsioon

Bakteritel ei ole eukarüootidega sarnast geneetilist materjali. Need organismid ei esine seksuaalset paljunemist, sest nad ei esita vähendamisjaotust (meioosi), et moodustada sugurakke igal ajal oma elu jooksul.

Nende geneetilise materjali (seksuaalsuse olemus) rekombinatsiooni saavutamiseks on bakteritel kolm mehhanismi: transformatsioon, konjugatsioon ja transduktsioon.

Bakterite konjugatsioon ei ole seega seksuaalse paljunemise protsess. Viimasel juhul võib seda pidada sellist tüüpi paljunemise bakteriaalseks versiooniks, sest see hõlmab mõningast geneetilist vahetust.

Protsessi sekkuvad struktuurid ja tegurid

Seks pili

Samuti nimetatakse pili F, on filamentsed struktuurid, mis on palju lühemad ja peenemad kui üksteisega põimunud valgu alamühikute moodustatud õõnes keskel. Selle ülesandeks on hoida kaks rakku konjugatsiooni ajal kontakti.

Samuti on võimalik, et konjugatiivne element kantakse vastuvõtjarakku soo pili keskse ava kaudu.

Konjugatiivsed elemendid

See on geneetiline materjal, mis viiakse bakterite konjugatsiooni käigus üle. See võib olla erineva iseloomuga, nende hulgas on:

Ekstrakromosomaalsed DNA osakesed (F-tegur)

Need osakesed on episoomid, st plasmiidid, mida saab integreerida bakteriaalsesse kromosoomi homoloogse rekombinatsiooni teel. Neile on iseloomulik, et nende pikkus on ligikaudu 100 kb, samuti on neil oma replikatsiooni ja ülekande alguspunkt.

F-faktoriga rakke nimetatakse isasrakkudeks või F + rakkudeks, samas kui naistel olevad rakud (F-) ei oma seda tegurit. Kui konjugatsioon on tehtud, muutuvad F-bakterid F + -ks ja võivad sellisena toimida.

Kromosoomi niidid

Homoloogse rekombinatsiooni korral seondub faktor F bakteriaalse kromosoomiga; sellistel juhtudel nimetatakse seda teguriks F ja rekombineeritud DNA-d omavaid rakke nimetatakse Hfr-iga, kasutades lühikesi inglise keeles rekombinatsiooni sagedusi..

Hfr-bakteri ja F-bakteri vahelise konjugatsiooni ajal kantakse esimene F-faktoriga rekombineeritud DNA teisele ahelale, sel juhul muutub retseptorrakk Hfr-rakuks.

Bakteris võib olla ainult üks F-faktor, kas ekstrakromosoomne (F) või bakterite kromosoomiga (F ') rekombineeritud..

Plasmiidid

Mõned autorid peavad plasmiide ​​ja F-tegureid üheskoos ning teised autorid kohtlevad neid eraldi. Mõlemad on ekstrakromosomaalsed geneetilised osakesed, kuid erinevalt faktorist F ei integreeru plasmiidid kromosoomidesse. Need on geneetilised elemendid, mis edastatakse enamasti konjugatsiooni käigus.

Plasmiidid koosnevad kahest osast: resistentsuse ülekandetegurist, mis vastutab plasmiidi ülekande ja teise mitme geeni moodustatud osa eest, mis omavad informatsiooni, mis kodeerib erinevate ainete resistentsust.

Mõned neist geenidest võivad migreeruda ühest plasmiidist teise samast rakust või plasmiidist bakteriaalsesse kromosoomi. Neid struktuure nimetatakse transpononiteks.

Mõned autorid väidavad, et bakterite kasulikud plasmiidid on tõesti endosümbiotilised, samas kui teised võivad vastupidi olla bakteriaalsed endoparasiidid..

Protsess

Doonorrakud toodavad soo pili. F-osakesed või ainult nendes bakterites esinevad plasmiidid sisaldavad geneetilist informatsiooni, mis kodeerib pili moodustavate valkude tootmist. Sellest tulenevalt kavatsevad need struktuurid esitada ainult F + rakud.

Seks pili lubavad kõigepealt, et doonorrakud seostuvad retsipientrakkudega ja seejärel jäävad nad kokku.

Üleviimise alustamiseks tuleb DNA ahela kaks kihti eraldada. Esiteks toimub piirkonna kärpimine, mis on tuntud kui ühe ahela ülekande algus (oriT). Relakssaasi ensüüm muudab selle lõikamise nii, et seejärel alustab helikaasi ensüüm mõlema ahela eraldamise protsessi.

Ensüüm võib toimida üksi või moodustada ka kompleksi mitme erineva valguga. See kompleks on tuntud kui relaxosoma.

Kohe alustatud ahelate eraldamine alustab ühe ahela ülekandmist, mis lõpeb alles siis, kui kogu ahel on vastuvõtjarakku jõudnud või kui need kaks bakterit on eraldatud.

Edastamisprotsessi lõpuleviimiseks sünteesivad mõlemad rakud, retsipient ja doonor komplementaarse ahela ning ahel muutub uuesti ringiks. Lõppsaadusena on mõlemad bakterid nüüd F + ja võivad toimida F-bakterite doonoritena-.

Plasmiidid on geneetilised elemendid, mida sellisel viisil kõige sagedamini edastatakse. Konjugatsiooni võime sõltub konjugatiivsete plasmiidide olemasolust bakteris, mis sisaldavad sellise protsessi jaoks vajalikku geneetilist informatsiooni..

Rakendused

Konjugatsiooni on kasutatud geenitehnoloogias kui vahendit geneetilise materjali ülekandmiseks erinevatesse sihtkohtadesse. See on aidanud viia bakteritest geneetilist materjali erinevatesse eukarüootsetesse rakkudesse ja prokarüootsetesse retseptoritesse ning isegi imetajatest isoleeritud mitokondritesse..

Üks selliste bakterite perekondadest, mida on edukalt kasutatud seda tüüpi ülekande saavutamiseks Agrobacterium, mida on kasutatud eraldi või koos tubaka mosaiikviirusega.

Geneetiliselt muundatud liikide hulgas. \ T Agrobacterium Seal on pärmid, seened, muud bakterid, vetikad ja loomarakud.

Viited

  1. E.W. Nester, C.E. Roberts, N.N. Pearsall & B.J. McCarthy (1978). Mikrobioloogia 2. väljaanne. Holt, Rinehart ja Winston.
  2. C.Lira. Agrobacterium. In lifeder. Taastatud elust.com.
  3. Bakteriaalne konjugatsioon. Wikipedias. Välja otsitud aadressilt en.wikipedia.org.
  4. R. Carpa (2010). Geneetiline rekombinatsioon bakterites: seksuaalsuse algusring elusorganismides. Elba Bioflux.
  5. Prokarüootne konjugatsioon. Wikipedias. Välja otsitud es.wikipedia.org-st.
  6. L.S. Frost & G. Koraimann (2010). Bakteriaalse konjugatsiooni reguleerimine: tasakaalustamine ja vastuolud. Tuleviku mikrobioloogia.
  7. E. Hogg (2005). Oluline mikrobioloogia. John Wiley & Sons Ltd.