Bakteerien konjugointiprosessi, rakenne ja tekijät



bakteerien konjugaatio on siirto yhdellä suunnalla geneettistä materiaalia luovuttajan bakteerista toiselle vastaanottajalle molempien solujen välisen fyysisen kosketuksen kautta. Tällainen prosessi voi esiintyä sekä bakteereissa, jotka reagoivat, kuin niissä, jotka eivät reagoi Gram-värjäykseen, ja myös streptomykeeteissä..

Konjugaatio voi tapahtua saman lajin bakteerien tai eri lajien välillä. Se voi jopa esiintyä prokaryoottien ja muiden valtakuntien jäsenten (kasvit, sienet, eläimet) välillä.

Jotta konjugointiprosessi tapahtuisi, yhdellä mukana olevista bakteereista, luovuttajista, täytyy olla sellainen geneettinen materiaali, joka voidaan mobilisoida, jota yleensä edustavat plasmidit tai perkonit.

Toisessa solussa, reseptorissa, ei saa olla tällaisia ​​elementtejä. Useimmat plasmidit voivat havaita mahdollisia reseptorisoluja, joilla ei ole samanlaisia ​​plasmideja.

indeksi

  • 1 Konjugaatio ja seksuaalinen lisääntyminen
  • 2 Rakenteet ja tekijät, jotka vaikuttavat prosessiin
    • 2.1 Seksi Pili
    • 2.2 Konjugatiiviset elementit
  • 3 Prosessi
  • 4 Sovellukset
  • 5 Viitteet

Konjugaatio ja seksuaalinen lisääntyminen

Bakteereilla ei ole geneettistä materiaalia, joka on samanlainen kuin eukaryoottien organisaatio. Nämä organismit eivät aiheuta seksuaalista lisääntymistä, koska ne eivät sisällä pelkistysjakoa (meioosia), joka muodostaa sukusoluja milloin tahansa elämänsä aikana.

Geneettisen materiaalinsa (seksuaalisuuden olemus) rekombinaation saavuttamiseksi bakteereilla on kolme mekanismia: transformaatio, konjugaatio ja transduktio.

Bakteerien konjugaatio ei siis ole seksuaalisen lisääntymisen prosessi. Jälkimmäisessä tapauksessa sitä voidaan pitää tämän tyyppisen lisääntymisen bakteeriversioina, koska siihen liittyy jonkin verran geneettistä vaihtoa.

Rakenne ja tekijät, jotka vaikuttavat prosessiin

Sex pili

Kutsutaan myös pili F: ksi, ovat filamenttirakenteita, jotka ovat paljon lyhyempiä ja ohuempia kuin flagellum, jotka on muodostettu toisiinsa kietoutuneiden proteiinialayksiköiden ympärillä onton keskuksen ympärille. Sen tehtävänä on pitää kaksi solua kontaktissa konjugoinnin aikana.

On myös mahdollista, että konjugatiivinen elementti siirretään vastaanottajasoluun sukupuolipilin keskireiän kautta.

Konjugatiiviset elementit

Se on geneettinen materiaali, joka aiotaan siirtää bakteerien konjugointiprosessin aikana. Se voi olla luonteeltaan erilainen, muun muassa:

Ekstrakromosomaaliset DNA-hiukkaset (F-tekijä)

Nämä hiukkaset ovat episomeja, ts. Plasmideja, jotka voidaan integroida bakteerikromosomiin prosessilla, jota kutsutaan homologiseksi rekombinaatioksi. Niille on tunnusomaista, että niiden pituus on noin 100 kb, ja niillä on myös oma replikaation ja siirron alku.

Soluja, joilla on tekijää F, kutsutaan miehiksi soluiksi tai F + -soluiksi, kun taas naaras solut (F-) puuttuvat tästä tekijästä. Kun konjugaatio on tehty, F-bakteerit tulevat F +: ksi ja voivat toimia sellaisina.

Kromosomilangat

Kun homologinen rekombinaatio tapahtuu, tekijä F sitoutuu bakteeri- kromosomiin; tällaisissa tapauksissa sitä kutsutaan tekijäksi F 'ja soluja, joilla on yhdistetty DNA, kutsutaan Hfriksi lyhenteillä englanniksi, joilla on korkea rekombinaatiotaajuus..

Hfr-bakteerin ja F-bakteerin välisen konjugoinnin aikana ensimmäinen siirtyy toisen DNA: n juosteeseen, joka on yhdistetty F-tekijään. Tässä tapauksessa reseptorisolu muuttuu Hfr-soluksi.

Bakteerissa voi olla vain yksi F-tekijä, joko ekstrakromosomaalinen (F) tai yhdistetty bakteerikromosomiin (F ')..

plasmidit

Jotkut tekijät pitävät plasmideja ja F-tekijöitä yhdessä, ja muut tekijät käsittelevät niitä erikseen. Molemmat ovat ekstrakromosomaalisia geneettisiä hiukkasia, mutta toisin kuin tekijä F, plasmidit eivät integroitu kromosomeihin. Ne ovat geneettisiä elementtejä, jotka lähetetään lähinnä konjugointiprosessin aikana.

Plasmidit koostuvat kahdesta osasta, eli resistenssinsiirtokertoimesta, joka vastaa plasmidin siirrosta ja toisesta osasta, jonka muodostavat useat geenit, joilla on informaatio, joka koodaa resistenssiä eri aineille.

Jotkut näistä geeneistä voivat siirtyä yhdestä plasmidista toiseen samasta solusta tai plasmidista bakteerikromosomiin. Näitä rakenteita kutsutaan transpononeiksi.

Jotkut tekijät väittävät, että hyödylliset plasmidit bakteereille ovat todella endosymbiotteja, kun taas toiset voivat päinvastoin olla bakteeri-endoparasiitteja.

prosessi

Luovuttajasolut tuottavat sukupuoli-pilin. F-partikkelit tai vain näissä bakteereissa läsnä olevat plasmidit sisältävät geneettisen informaation, joka koodaa pilien muodostavien proteiinien tuotantoa. Tästä johtuen vain F + -solut esittävät näitä rakenteita.

Sex pili sallii ensinnäkin, että luovuttajasolut kiinnittyvät itse vastaanottajasoluihin ja sitten ne pysyvät yhdessä.

Siirron aloittamiseksi DNA-juosteen kaksi säikettä on erotettava toisistaan. Ensinnäkin leikkaus tapahtuu alueella, joka tunnetaan yhden säikeiden siirtolähteenä (oriT). Relaksinaasientsyymi tekee tämän leikkauksen siten, että sitten helikaasientsyymi aloittaa molempien ketjujen erottamisprosessin.

Entsyymi voi toimia yksin tai muodostaa myös kompleksin useiden eri proteiinien kanssa. Tämä kompleksi tunnetaan relaxosomana.

Heti aloitettu ketjujen erottaminen aloittaa yhden säikeiden siirron, joka päättyy vasta, kun koko juoste on siirtynyt vastaanottajasoluun tai kun nämä kaksi bakteeria on erotettu toisistaan.

Siirtoprosessin loppuunsaattamiseksi molemmat solut, vastaanottaja ja luovuttaja syntetisoivat komplementaarisen juosteen, ja ketju muuttuu jälleen pyöreäksi. Lopputuotteena molemmat bakteerit ovat nyt F + ja voivat toimia luovuttajina F-bakteereilla-.

Plasmidit ovat geneettisiä elementtejä, joita tällä tavoin lähetetään useimmiten. Konjugointikyky riippuu konjugatiivisten plasmidien läsnäolosta bakteereissa, jotka sisältävät sellaiseen prosessiin tarvittavan geneettisen informaation.

sovellukset

Konjugointia on käytetty geenitekniikassa välineenä, jolla siirretään geneettistä materiaalia eri kohteisiin. Se on auttanut siirtämään bakteerista peräisin olevaa geneettistä materiaalia eri eukaryoottisiin soluihin ja prokaryoottisiin reseptoreihin sekä jopa nisäkkäistä eristetyistä mitokondrioista.

Yksi bakteerien sukuista, joita on käytetty menestyksekkäimmin tämän tyyppisen siirron aikaansaamiseksi, on Agrobacterium, joka on käytetty yksinään tai tupakan mosaiikkiviruksen yhteydessä.

Geneettisesti muunnetuista lajeista Agrobacterium On hiivoja, sieniä, muita bakteereita, leviä ja eläinsoluja.

viittaukset

  1. E. W. Nester, C.E. Roberts, N.N. Pearsall & B.J. McCarthy (1978). Mikrobiologia. 2. painos. Holt, Rinehart ja Winston.
  2. C.Lira. Agrobacterium. Elävässä. Palautettu osoitteesta lifeder.com.
  3. Bakteerien konjugaatio. Wikipediassa. Haettu osoitteesta en.wikipedia.org.
  4. R. Carpa (2010). Geneettinen rekombinaatio bakteereissa: elävien organismien seksuaalisuuden alkuvaihe. Elba Bioflux.
  5. Prokaryoottinen konjugaatio. Wikipediassa. Haettu osoitteesta es.wikipedia.org.
  6. L. S. Frost & G. Koraimann (2010). Bakteerien konjugoinnin säätäminen: tasapainottaminen mahdollisuuden kanssa. Tulevaisuuden mikrobiologia.
  7. E. Hogg (2005). Essential Microbiology. John Wiley & Sons Ltd.