BAKTERIELL KONJUGATION: PROCESS, STRUKTUR OCH FAKTORER - BIOLOGI - 2025

Den konjugation är att överföra i en riktning av genetiskt material från en donatorbakterie till en annan mottagare, genom fysisk kontakt mellan de två cellerna. Denna typ av process kan förekomma både i bakterier som reagerar, som i de som inte reagerar på Gram-fläckar, och även i streptomyceter.

Konjugering kan ske mellan bakterier av samma art eller av olika arter. Det kan till och med uppstå mellan prokaryoter och medlemmar av andra riken (växter, svampar, djur).

Bakteriell konjugation. Bilden visar, från topp till botten, två bakterier före, under och efter konjugering. Hämtad och redigerad från Användare Magnus Manske på en.wikipedia.

För att konjugeringsprocessen ska ske måste en av de involverade bakterierna, givaren, ha det genetiska materialet som kan mobiliseras, vilket vanligtvis representeras av plasmider eller transposoner.

Den andra cellen, mottagaren, måste sakna dessa element. De flesta plasmider kan detektera potentiella mottagarceller som saknar liknande plasmider.

Konjugation och sexuell reproduktion

Bakterier har ingen organisation av genetiskt material som liknar eukaryoter. Dessa organismer uppvisar inte sexuell reproduktion eftersom de inte uppvisar reduktionsdelning (meios) för att bilda gameter när som helst i deras liv.

För att uppnå rekombinationen av deras genetiska material (essensen av sexualitet) har bakterier tre mekanismer: transformation, konjugering och transduktion.

Bakteriell konjugering är inte en process för sexuell reproduktion. I det senare fallet kan det betraktas som en bakteriell version av denna typ av reproduktion, eftersom det innebär viss genetisk utbyte.

Strukturer och faktorer involverade i processen

Sexuell pili

Även kallad pili F, de är filamentösa strukturer, mycket kortare och tunnare än en flagellum, som består av proteinsubenheter sammanflätade runt ett ihåligt centrum. Dess funktion är att hålla två celler i kontakt under konjugering.

Det är också möjligt att det konjugativa elementet överförs till mottagarcellen via den centrala foramen för sexpili.

Konjugativa element

Det är det genetiska materialet som kommer att överföras under bakteriekonjugationsprocessen. Det kan vara av en annan karaktär, bland dem är:

Extrakromosomala DNA-partiklar

Dessa partiklar är episoder, det vill säga plasmider som kan integreras i bakteriekromosomen genom en process som kallas homolog rekombination. De kännetecknas av att ha en längd av cirka 100 kb, liksom av att ha sitt eget ursprung för replikering och överföring.

Celler som har faktor F kallas manliga celler eller F + -celler, medan kvinnliga celler (F-) saknar denna faktor. Efter konjugering blir F-bakterierna F + och kan fungera som sådana.

Kromosomsträngar

När homolog rekombination inträffar binder faktor F till bakteriekromosomen; i sådana fall kallas det faktor F 'och cellerna som har rekombinant DNA kallas Hfr för högfrekvensrekombination.

Under konjugering mellan en Hfr-bakterie och en F-bakterie överför den förstnämnda till den senare en sträng av dess rekombinerade DNA med faktor F. I detta fall blir mottagarcellen själv en Hfr-cell.

Det kan bara finnas en faktor F i en bakterie, antingen i extrakromosomal form (F) eller rekombinerad till bakteriekromosomen (F ').

plasmider

Vissa författare betraktar plasmider och F-faktorer tillsammans, och andra författare behandlar dem separat. Båda är extrakromosomala genetiska partiklar, men till skillnad från faktor F integreras plasmider inte i kromosomer. Det är de genetiska elementen som överförs mestadels under konjugeringsprocessen.

Plasmider består av två delar, en resistensöverföringsfaktor, som är ansvarig för överföringen av plasmiden, och en annan del som består av flera gener som har den information som kodar för resistens mot olika ämnen.

Vissa av dessa gener kan migrera från en plasmid till en annan i samma cell, eller från en plasmid till bakteriekromosomen. Dessa strukturer kallas transposoner.

Vissa författare hävdar att plasmider som är fördelaktiga för bakterier faktiskt är endosymbionter, medan andra tvärtom kan vara bakteriella endoparasiter.

Bearbeta

Donatorcellerna producerar sexpili. F-partiklarna eller plasmiderna som endast finns i dessa bakterier, innehåller den genetiska informationen som kodar produktionen av proteinerna som bildar pili. På grund av detta kommer endast F + -celler att presentera dessa strukturer.

Sexpili tillåter givarceller att fästa först till mottagarcellerna och sedan hålla sig ihop.

För att initiera överföringen måste de två strängarna i DNA-strängen separeras. Först inträffar en skärning i regionen känd som överföringsurs (oriT) ursprung för en av strängarna. Ett relaxasenzym gör detta snitt så att ett heliksenzym senare börjar processen att separera båda kedjorna.

Enzymet kan verka ensamt eller också genom att bilda ett komplex med flera olika proteiner. Detta komplex är känt under namnet relaxosome.

Omedelbart påbörjande avskiljningen av kedjorna börjar överföringen av en av strängarna, som endast kommer att sluta när den kompletta strängen har passerat till mottagarcellen, eller när de två bakterierna separeras.

För att slutföra överföringsprocessen syntetiserar både celler, mottagare och givare den komplementära strängen och kedjan får cirkulera igen. Som slutprodukt är båda bakterierna nu F + och kan fungera som givare med F-bakterier.

Plasmider är de genetiska elementen som oftast överförs på detta sätt. Konjugeringskapaciteten beror på närvaron i bakterien av konjugativa plasmider som innehåller den genetiska informationen som krävs för en sådan process.

tillämpningar

Konjugering har använts i genteknik som ett verktyg för att överföra genetiskt material till olika destinationer. Det har tjänat till att överföra genetiskt material från bakterier till olika eukaryota och prokaryota receptorceller och till och med till isolerade mitokondrier från däggdjur.

En av de släktingar av bakterier som har använts mest framgångsrikt för att uppnå denna typ av överföring är Agrobacterium, som har använts ensam eller i samband med tobaksmosaikviruset.

Bland arterna som genetiskt transformeras av Agrobacterium finns jäst, svamp, andra bakterier, alger och djurceller.

Transformation av Agrobacterium tumefaciens till en växtcell. Hämtad och redigerad från: J LEVIN W.

referenser

1. EW Nester, CE Roberts, NN Pearsall & BJ McCarthy (1978). Mikrobiologi. 2: a upplagan. Holt, Rinehart och Winston.
2. C. Lyre. Agrobacterium. I lifter. Återställs från lifeder.com.
3. Bakteriell konjugation. På Wikipedia. Återställs från en.wikipedia.org.
4. R. Carpa (2010). Genetisk rekombination i bakterier: horisonten för början av sexualitet i levande organismer. Elba Bioflux.
5. Prokaryotisk konjugation. På Wikipedia. Återställs från es.wikipedia.org.
6. LS Frost & G. Koraimann (2010). Reglering av bakteriell konjugation: balansera möjlighet med motgångar. Framtida mikrobiologi.
7. E.Hogg (2005). Väsentlig mikrobiologi. John Wiley & Sons Ltd.