Bakteriální proces konjugace, struktura a faktory



bakteriální konjugace je přenos genetického materiálu z dárcovské bakterie do jiného příjemce v jednom směru prostřednictvím fyzického kontaktu mezi oběma buňkami. Tento typ procesu může nastat jak v bakteriích, které reagují, jako v těch, které nereagují na Gramovo barvení, a také v streptomycetech..

K konjugaci může dojít mezi bakteriemi stejného druhu nebo různými druhy. To může dokonce nastat mezi prokaryotes a členy jiných království (rostliny, houby, zvířata) \ t.

Aby proběhl proces konjugace, musí jedna z přítomných bakterií, dárce, mít genetický materiál, který může být mobilizován, což je obvykle reprezentováno plazmidy nebo transpozony..

Druhá buňka, receptor, nesmí mít žádné takové prvky. Většina plazmidů může detekovat potenciální receptorové buňky postrádající podobné plazmidy.

Index

  • 1 Konjugace a sexuální reprodukce
  • 2 Struktury a faktory, které do procesu zasahují
    • 2.1 Sex Pili
    • 2.2 Konjugativní prvky
  • 3 Proces
  • 4 Aplikace
  • 5 Odkazy

Konjugace a sexuální reprodukce

Bakterie nemají podobu genetického materiálu, který by byl podobný eukaryotům. Tyto organismy nepředstavují sexuální rozmnožování, protože nepředstavují redukční dělení (meiózu) k tvorbě gamet v žádném okamžiku jejich života..

Pro dosažení rekombinace jejich genetického materiálu (podstata sexuality) mají bakterie tři mechanismy: transformaci, konjugaci a transdukci.

Bakteriální konjugace tedy není procesem sexuální reprodukce. V druhém případě může být považován za bakteriální verzi tohoto typu reprodukce, protože zahrnuje určitou genetickou výměnu.

Struktury a faktory, které do procesu zasahují

Sex pili

Také nazývané pili F, jsou vláknité struktury, mnohem kratší a tenčí než bičík, tvořený proteinovými podjednotkami propletenými mezi sebou, kolem dutého středu. Jeho funkcí je udržet dvě buňky v kontaktu během konjugace.

Je také možné, že konjugační element je přenesen do recipientní buňky přes centrální otvor sex pili.

Konjugativní prvky

Je to genetický materiál, který bude přenesen během procesu bakteriální konjugace. Může být jiné povahy, mezi nimi jsou:

Extrachromozomální částice DNA (Faktor F)

Tyto částice jsou epizomy, tj. Plazmidy, které mohou být integrovány do bakteriálního chromozomu procesem nazývaným homologní rekombinace. Ty se vyznačují tím, že mají délku přibližně 100 kb, stejně jako mají svůj vlastní počátek replikace a přenosu.

Buňky, které mají faktor F, se nazývají samčí buňky nebo buňky F +, zatímco u ženských buněk (F-) tento faktor chybí. Jakmile je konjugace provedena, F-bakterie se stanou F + a mohou fungovat jako takové.

Chromozomové nitě

Když nastane homologní rekombinace, faktor F se váže na bakteriální chromozom; v takových případech se nazývá faktor F 'a buňky, které mají rekombinovanou DNA, se nazývají Hfr, zkratky v angličtině s vysokou četností rekombinace.

Během konjugace mezi Hfr bakterií a F-bakterií, první z nich přenáší do druhé vlákno své DNA rekombinované s faktorem F. V tomto případě se receptorová buňka mění na Hfr buňku.

V bakterii může být pouze jeden faktor F, buď extrachromosomální (F) nebo rekombinovaný s bakteriálním chromosomem (F ').

Plazmidy

Někteří autoři považují plazmidy a F faktory společně a ostatní autoři je považují za samostatné. Oba jsou extrachromozomální genetické částice, ale na rozdíl od faktoru F se plazmidy neintegrují do chromozomů. Jsou to genetické elementy, které jsou většinou přenášeny během procesu konjugace.

Plazmidy se skládají ze dvou částí: faktoru přenosu rezistence, který je zodpovědný za přenos plazmidu a další části tvořené množstvím genů, které mají informace, které kódují rezistenci na různé látky..

Některé z těchto genů mohou migrovat z jednoho plazmidu do druhého z téže buňky nebo z plazmidu do bakteriálního chromozomu. Tyto struktury se nazývají transpozony.

Někteří autoři tvrdí, že prospěšné plazmidy pro bakterie jsou skutečně endosymbiotické, zatímco jiné mohou být naopak bakteriální endoparazity.

Proces

Dárcovské buňky produkují sex pili. Částice F nebo plazmidy přítomné pouze v těchto bakteriích obsahují genetickou informaci, která kóduje produkci proteinů, které tvoří pili. Díky tomu budou tyto struktury prezentovat pouze buňky F +.

Pohlaví pili umožňuje, aby se dárcovské buňky připojily k buňkám příjemce a pak zůstaly pohromadě.

Aby se inicioval přenos, musí být odděleny dva řetězce řetězce DNA. Nejprve nastane řez v oblasti známé jako transferový původ (oriT) jednoho z řetězců. Enzym relaxázy činí tento řez tak, že pak enzym helikázy začíná proces separace obou řetězců.

Enzym může působit samostatně nebo také tvořit komplex s několika různými proteiny. Tento komplex je známý jako relaxosom.

Okamžitě zahájená separace řetězců začne přenášet jeden z řetězců, který skončí pouze tehdy, když celý řetězec prošel do recipientní buňky, nebo když jsou dvě bakterie odděleny..

Pro dokončení transferového procesu syntetizují komplementární vlákno jak buňky, příjemce, tak dárce a řetězec se stane opět kruhovým. Jako konečný produkt jsou obě bakterie nyní F + a mohou působit jako donory s bakteriemi F-.

Plazmidy jsou genetické elementy, které jsou tímto způsobem nejčastěji přenášeny. Schopnost konjugace závisí na přítomnosti konjugačních plasmidů v bakterii, které obsahují genetickou informaci požadovanou pro takový proces.

Aplikace

Konjugace byla použita v genetickém inženýrství jako nástroj pro přenos genetického materiálu do různých destinací. Slouží k přenosu genetického materiálu z bakterií do různých eukaryotických buněk a prokaryotických receptorů a dokonce k mitochondriím izolovaným ze savců..

Jeden z rodů bakterií, který byl pro dosažení tohoto typu přenosu nejúspěšnější, je Agrobacterium, který byl použit samotný nebo ve spojení s virem tabákové mozaiky.

Mezi druhy geneticky transformované Agrobacterium Existují kvasinky, houby, jiné bakterie, řasy a živočišné buňky.

Odkazy

  1. E.W. Nester, C.E. Roberts, N.N. Pearsall & B.J. McCarthy (1978). Mikrobiologie 2. vydání. Holt, Rinehart a Winston.
  2. C.Lira. Agrobacterium. V podavači. Obnoveno z lifeder.com.
  3. Bakteriální konjugace. Ve Wikipedii. Zdroj: en.wikipedia.org.
  4. R. Carpa (2010). Genetická rekombinace v bakteriích: horizont počátků sexuality v živých organismech. Elba Bioflux.
  5. Prokaryotická konjugace. Ve Wikipedii. Zdroj: es.wikipedia.org.
  6. L.S. Frost & G. Koraimann (2010). Regulace bakteriální konjugace: vyvažování příležitostí s nepřízní. Budoucí mikrobiologie.
  7. E. Hogg (2005). Základní mikrobiologie. John Wiley & Sons Ltd.